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B O L E T I N

TECNICO-ELECTRONICO

No. 4

PROCEDIMIENTOS DE SERVICIO EN SINTONIZADORES RCA Profr. Alvaro Vázquez Almazán

Introducción Una de las innovaciones a la que nos enfrentamos al dar servicio a televisores RCA con chasises CTC 175A/176A/177A, es el bloque sintonizador, el cual ahora se encuentra formando parte de la tarjeta principal, y no como un módulo intercambiable. Es por ello que existe la necesidad de entrar directamente a la reparación de dicha sección (figura 1). Este número del Boletín Técnico Electrónico, tiene como finalidad ofrecer una serie de recomendaciones para detectar y solucionar fallas en estos sintonizadores digitales. Como ya es sabido, la sintonía electrónica se puede realizar mediante tres técnicas: PWM, PLL y

digital. En el caso del sintonizador RCA con chasis CTC 175A/176A/177A, esta función se realiza mediante un PLL (Phase Locked Loop o circuito de sincronización de fase) (figura 2).

Filtro pasa bajas (LPF)

Oscilador controlado por voltaje (VCO)

Detector de fase Oscilador de referencia

PLL

Figura 2

La sintonía PLL

Figura 1

Como usted recordará, el diagrama a bloques de un sintonizador convencional consta de una antena, un amplificador de radio frecuencia, un circuito oscilador local, un circuito mezclador y una etapa de frecuencia intermedia (figura 3). Para un sistema de sintonía electrónica con base en un PLL, el diagrama a bloques sería el siguiente (figura 4). ELECTRONICA y servicio

1


B+

Oscilador mecánico Amplificador de R.F

Mezclador

Frecuencia intermedia

F.I.

Salida

Oscilador local

Figura 3

Filtro simple sintonizado

Amplificador de R.F.

Filtro doble sintonizado

Mezclador

Filtro de F.I.

Salida de F.I. B+

Oscilador controlado por voltaje

Conmutación de banda Pre-escalera

PLL

Salida

Microcontrolador

Figura 4

Vc

El oscilador controlado por voltaje (VCO) En este tipo de sintonizadores, encontramos un oscilador controlado por voltaje, el cual funciona con el apoyo de un diodo varactor, mismo que al aplicarle un voltaje de control en sus terminales, modifica su capacidad interna, produciendo un cambio en la frecuencia del oscilador (figura 5). El voltaje de control aplicado al diodo varactor debe ser controlado en forma muy exacta, pues de lo contrario este oscilador se saldrá de frecuencia fácilmente; para lograr que esto no ocurra y el oscilador siempre permanezca en frecuencia, se utiliza el circuito de sincronización de fase (PLL).

Figura 5

En un sistema PLL, una entrada del detector de fase se acopla con un oscilador de referencia que normalmente es un cristal de cuarzo (XTAL), mientras que la otra entrada es acoplada con la salida del VCO y la salida del detector de fase es dirigida como voltaje de control (VC) al propio VCO. Por lo tanto,

Detector de fase

El detector de fase En este circuito, dos señales separadas se envían a un convertidor de frecuencia a voltaje, respectivamente, y las salidas de estos convertidores se envían hacia un comparador. Si ambas señales son iguales, los voltajes también lo serán y, por lo tanto, la salida del comparador cambiará de ALTO a BAJO dependiendo de cual señal es de frecuencia diferente. 2

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VCO

Convertidor de frecuencia a voltaje +

Oscilador de referencia

Convertidor de frecuencia a voltaje

-

Figura 6


si la frecuencia del VCO es menor que la frecuencia de referencia, el detector de fase cambiará su salida hacia un nivel ALTO, subiendo la frecuencia del VCO, y si la frecuencia del VCO es mayor que la del oscilador de referencia, el detector de fase cambiará su salida a BAJO, disminuyendo la frecuencia del VCO (figura 6). Hasta aquí todo está bien, pero el oscilador local de un sintonizador no tiene frecuencia fija, al contrario, su frecuencia es variable para obtener todos y cada uno de los canales de televisión, ¿Cómo es posible que se pueda lograr esto si el sistema PLL no permite que el VCO modifique su frecuencia de operación? Para solucionar esta cuestión se utiliza un divisor programable (figura 7).

VCO Detector de fase Divisor programable 2, 5, 10

Oscilador de referencia

500 KHz 200KHz 100KHz

Datos 1 MHz

Pre-escalera

VCO Datos CLK Amarre

Detector de fase

Oscilador de referencia

Divisor programable

Figura 8

El sintonizador RCA chasis CTC-175A/176A/177A Según lo explicado anteriormente, el sistema de control (U3101) se comunica con el circuito PLL (U7401) a través de sus terminales 15 y 16. Dichas terminales también llegan hasta la memoria EEPROM (U3201); el circuito PLL (U7401) recibe la información del sistema de control (U3101) en las terminales 4 y 5; el circuito PLL, a través de sus terminales 1 y 14, manda información hasta el divisor VT/LO para que éste entregue el voltaje de sintonía VT (voltaje tunning) para controlar la frecuencia del oscilador

CLK Amarre

Figura 7

Vcc 2

Al incluir este circuito en el PLL, es posible obtener diferentes frecuencias (en nuestro ejemplo, 3,500 KHz, 200 KHz y 100 KHz) a partir de la frecuencia de referencia (1 MHz). También es importante notar que a dicho divisor programable le llegan tres señales digitales que provienen del sistema de control (datos, reloj y amarre); dichas señales indican al reloj programable la relación de división para obtener la frecuencia correcta. El problema que surge ahora es que la frecuencia del oscilador de referencia debería ser mucho más alta que la frecuencia del VCO, de tal manera que cuando la frecuencia del VCO es muy elevada ello resultaría poco práctico; para esto se utiliza otro divisor, al cual se le llama pre-escalera y se conecta en la salida del VCO para conseguir así que la frecuencia del oscilador de referencia sea manejable (figura 8).

3

10

5

PLL U7401 8

Conmutador de banda Q7402

Amplificador de radio frecuencia Q 7101 UHF Q 7102 VHF

4

9

Reloj Datos

15 16

MICRO U3101

Conmutador de banda baja y banda alta UHF Q7404 y Q7403

Mezclador U7301

Amplificador de F.I. Q 7601

HAcia el Pin 11 U1001

Oscilador local U 7301

VREF Pin 3 U7501

Figura 9

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local VCO, donde dicho circuito envía una señal de retroalimentación hacia el circuito PLL (U7401) a su terminal 11 (figura 9).

Puntos a desoldar

Procedimiento de localización de fallas Una vez abierto el gabinete del televisor, encontrará un panorama como el mostrado en la figura 10. Al retirar el blindaje tendremos una imagen como de la figura 11, en la cual podremos observar el amplifica-

Figura 12

dor de F.I., el circuito integrado encargado de efectuar la función de VCO y mezcla (U7301), el resistor R7301 y el cristal de referencia (Y7401). Si ahora observamos al sintonizador por el lado de las soldaduras, advertiremos que antes hay que retirar cuatro puntos de soldadura para poder quitar el blindaje y llegar hasta los componentes (figura 12). Figura 10

R7301

Amplificador de F.I. Q7601

U7301 Y7401

Figura 11

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CIRCUITO AMPLIFICADOR DE POTENCIA Oscar Montoya Figueroa

Los semiconductores

El funcionamiento de un amplificador de potencia se realiza cuando una señal de intensidad muy baja es amplificada mediante circuitos electrónicos. Para entender su funcionamiento, es necesario recordar brevemente los principios de operación del transistor; esto es lo que veremos en el presente artículo, en el que además construiremos dos circuitos amplificadores de potencia con materiales que pueden conseguirse fácilmente en cualquier tienda de partes electrónicas.

Recordemos que un semiconductor es un material de tipo cristalino, generalmente silicio o germanio; estos materiales presentan por sí solos una resistencia eléctrica muy elevada. Para lograr que un material de este tipo reduzca su resistencia eléctrica, es necesario agregarle impurezas (aluminio o fósforo) a fin de crear un exceso o un déficit relativo de electrones dentro del semiconductor. Cuando a un material cristalino se le agregan impurezas para provocar un déficit de electrones, se obtiene un semiconductor de tipo P. Cuando se agregan impurezas para provocar un exceso de electrones en el material, se dice que se ha formado un semiconductor tipo N (figura1).

Los diodos semiconductores Cuando se unen dos semiconductores, uno de tipo N y el otro de tipo P, se forma un diodo (figura 2); este nombre es una herencia de los antiguos tubos de vacío. Un diodo no presenta una curva de respuesta lineal al voltaje que se le aplica; es decir, que la corriente a través de él se

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Figura 1 El exceso o déficit de electrones en un material cristalino, produce un semiconductor de tipo N ó P, respectivamente. + +

Silicio +

+

+

+ +

+

- Silicio -

+

+

+

+

+

+ +

Déficit

El silicio con impurezas de aluminio forma un material tipo "P".

Figura 2 Dos materiales semiconductores formando un diodo Zona de transición

P

N

-

- + - + -

-

+

+ - + - +

-

+

- + -+ -

-

+

-

Exceso

El silicio con impurezas de fósforo forma un material tipo "N".

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

Unión

comporta de manera distinta cuando se le aplica un voltaje con polaridad positiva o negativa (más adelante se explica este comportamiento). Si en los extremos del diodo se aplica un voltaje de corriente directa, a manera de que el polo positivo de la fuente corresponda a la sección P del semiconductor y el polo negativo de la fuente corresponda a la sección N del mismo, se obtiene un diodo polarizado de manera directa. Si las polaridades aplicadas al diodo son de la forma contraria, se dice que el diodo se polariza de manera inversa. Cuando el diodo se encuentra polarizado directamente, presenta una resistencia para valores muy pequeños de voltaje llamada "barrera de potencial" (para diodos de silicio, es de 0.7 volts; para diodos de germanio, de 0.3 volts). Cualquier voltaje aplicado al diodo por debajo

de este valor, le permitirá conservar su estado de resistencia; así se evita que conduzca la corriente eléctrica. Pero si el voltaje de polarización aplicado supera al valor de la barrera de potencial, entonces el diodo comienza a conducir la corriente eléctrica (figura 3). La barrera de potencial en los semiconductores, es una resistencia eléctrica interna que se forma por la recombinación de electrones y huecos cercanos a las uniones entre semiconductores de diferente tipo (P-N o N-P). Por el contrario, cuando un diodo está polarizado de manera inversa se mantiene en un estado de no-conducción; esto se debe a que su barrera de potencial se sostiene en un nivel muy alto (figura 4). Y si se incrementa suficientemente el voltaje inverso aplicado al diodo, se llega a un punto de “ruptura” donde se comenzará a

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

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

Barrera de potencial

Barrera de potencial Diodo

Diodo

P

P

N

N

Corriente eléctrica

+

Batería

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-

-

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Figura 3

+

Batería

Figura 4


conducir -de manera inversa- la corriente eléctrica. A este efecto se le conoce con el nombre de “avalancha”. Existen pruebas de voltaje aplicadas a los diodos, que permiten obtener un registro de sus corrientes de conducción. Se elaboran listas completas de estos datos, los cuales son graficados para obtener la curva característica de cada diodo (figura 5). Generalmente los fabricantes proporcionan la curva característica de cada uno de los diodos que fabrican, permitiendo así a los diseñadores de circuitos prever las condiciones de operación y la manera en que se podrá utilizar un diodo en particular. Para aquellas personas relacionadas con la reparación de circuitos, la curva característica del diodo les permite seleccionar los reemplazos adecuados cuando uno de estos dispositivos ya no se encuentra en el mercado o cuando el mismo provoca conflictos dentro del circuito que se está reparando. Actualmente los diseñadores han logrado modificar las condiciones de operación de los diodos, de tal forma que su uso no se limita exclusivamente a la rectificación; pueden funcionar también como reguladores de voltaje, capacitores variables, detectores de radiofrecuencia, duplicadores de voltaje y en otras aplicaciones que aprovechan sus características inherentes.

Los transistores En 1948, los laboratorios Bell desarrollaron un dispositivo semiconductor con tres secciones de materiales semiconductores (una configuración NPN y otra PNP); nos referimos al transistor. Cada transistor NPN cuenta con dos secciones de material N separadas por una sección de material P; en tanto, cada transistor PNP cuenta con dos secciones de material P separadas por una sección de material N (figura 6). El nombre de "transistor" se deriva de transferencia de resistencia. En su momento, este dispositivo fue el reemplazo directo de la válvula tríodo, que durante esa época dominaba al mundo. Por motivos de claridad, basaremos nuestra explicación en transistores de tipo NPN. Al igual

Figura 5 Curva característica de un diodo semiconductor I (Corriente)

Conducción en sentido directo -V V (Voltaje) Punto de ruptura Conducción en sentido inverso

-I

que el diodo, el transistor requiere ser polarizado para que realice la función en la que será empleado. Para ello se coloca una fuente de alimentación (una batería) entre colector y emisor, de tal manera que el polo negativo de la fuente quede conectado al emisor del transistor. En la construcción interna de un transistor, existe una tercer zona llamada base; ésta separa al colector del emisor. Mientras no exista una polarización positiva en la base, el circuito descrito se mantiene en un estado de no-conducción; esto se debe a que las barreras de potencial de las uniones se hacen tan grandes que no permiten el paso de los electrones a través de ellas. Si se aplica un voltaje positivo entre la base y el emisor, se fomenta la producción de portadores mayoritarios; es decir, “huecos” que pueden servir de transporte a los electrones que se encuentran en el emisor. Esto genera el paso de la corriente eléctrica desde el emisor a través de la base, saliendo por la terminal externa del colector; de esta forma se reduce la resistencia de las barreras de potencial. Mientras se mantenga el voltaje aplicado en la base, el flujo de corriente a través del transistor se mantendrá. Si en la base, por el contrario, se aplica un voltaje negativo, no se generan portadores mayoritarios; entonces la corriente eléctrica del transistor se interrumpirá, y las barreras de potencial en las uniones se harán más grandes. Ahora ya sabemos que la corriente eléctrica a través de un transistor puede ser controlada mediante la aplicación de un voltaje positivo o

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Figura 6 A Transistor PNP

E

A Esquema eléctrico

N

C

E

C

P1

P2

C

E

P1

B

B

N

P2

B

VEB

-VCB

B C Transistor NPN

D Esquema eléctrico C

E E

C

N1

P

C

E

N2

N1

P

N2

B

B

-VEB

VEC

IE

Sentidos de referencia para las corrientes y tensiones en un transistor

VBE

negativo en la base del mismo. Existe una característica que hace a los transistores especialmente útiles, sobre todo en lo que se refiere a la amplificación de señales electrónicas. El flujo de corriente eléctrica que circula entre el emisor y el colector, puede ser de valores que oscilan entre el rango de los miliampers hasta los ampers (una corriente muy grande). Pero, para controlar el flujo de corriente entre el emisor y el colector se requiere de corrientes del orden de los microampers. En otras palabras, una corriente grande de emisor a colector puede ser controlada mediante una corriente pequeña aplicada en la base.

Operación de un amplificador de potencia Amplificar una señal electrónica consiste en incrementar los valores de intensidad de una señal, manteniendo sus características de forma y frecuencia. Para cada rango de frecuencia de la señal que se desea amplificar, se requiere de un diseño especial; es decir, no se puede utilizar el

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B

VCB

IC C

E

B

VCB

B : Base C: Colector E : Emisor

mismo modelo de amplificador para señales de baja frecuencia (como el audio) que para señales de alta frecuencia (como las de radio). De igual forma, el diseño del amplificador está determinado con base en los valores de corriente y voltaje de la señal que se desea amplificar. En la figura 7, se muestra un circuito amplificador de voltaje a transistor. Las resistencias R1 y R2 polarizan la base del transistor T1 mediante una configuración de divisor de tensión; RC es la resistencia de polarización positiva del colector; RE es la resistencia de polarización a tierra o negativa del emisor. El capacitor CE y la resistencia RE conectados al emisor del transistor, actúan como un circuito de desacoplamiento a la corriente alterna. Si observáramos con osciloscopio este nodo, se mostraría una línea que indica que este punto siempre se mantiene en un solo valor de voltaje. En este circuito, la señal de entrada se acopla mediante RG y C1. El voltaje de la señal de entrada que llega a la base es menor que el voltaje de polarización dado por R1 y R2 , ya que se produce


CIENCIA Y NOVEDADES TECNOLOGICAS

¡Cuidado Intel! Llega el AMD K6-2 Quienes están involucrados con el mundo de la computación, saben que la plataforma PC ha estado dominada desde su concepción por los microprocesadores de Intel, siendo los circuitos que marcan la pauta tecnológica entre los fabricantes de “clones”. Sin embargo, cada vez las compañías introducen mejoras que incrementan el poder de cómputo de sus microprocesadores, acercándose al desempeño de los chips de Intel, e incluso superándolos en algunos aspectos; tal

Figura 1

es el caso del K6-2 de Advanced Micro Devices, mejor conocida por sus siglas: AMD (figura 1). De hecho, AMD es una compañía que desde hace muchos años se ha convertido en uno de los principales competidores de Intel en el campo de los microprocesadores para computadoras personales, y ahora trata de colocarse en una posición de liderazgo al presentar su microprocesador K6-2, el cual incorpora tecnología de punta llamada “3D-Now”. Estos microprocesadores incorporan nuevos bloques operativos, cuya función primordial es efectuar cálculos veloces de elementos en tres dimensiones (característica que los hace ideales para los modernos juegos de computadora, así como para aplicaciones avanzadas de diseño y animación en tercera dimensión), complementados por 21 nuevas instrucciones que sirven, precisamente, para hacer uso de los recursos adicionales incluidos en el circuito. Esta innovación ya ha obtenido una recepción entusiasta por parte de los diseñadores de software de entretenimiento y diseño en 3D, e incluso el gigante Microsoft ha decidido modificar sus librerías DirectX para que los juegos que se ejecutan bajo Windows 95 o versiones superiores de dicho sistema operativo, puedan aprovechar plenamente esa característica avanzada

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de los microprocesadores de AMD. Por si esto fuera poco, otros fabricantes (como Cyrix y Centaur Technologies) han aceptado incorporar las características de 3D-Now en sus futuros procesadores, lo que puede significar un serio reto al predominio de Intel en la plataforma PC. Una ventaja adicional que de ninguna manera puede ser pasada por alto, es que el precio de venta del K6-2 es menor que el de procesadores de Intel equivalentes en desempeño. Un mayor poder de cómputo a un menor precio, puede ser una combinación peligrosa para el gigante de Santa Clara, California.

Una computadora en su mano: la Sharp SE-300 Los organizadores electrónicos personales, han evolucionado hasta alcanzar prácticamente el poder de una computadora personal de bajo ni-

Clipbook

vel, aunque sin hacer a un lado su objetivo original: agendar citas, registrar el directorio, hacer seguimientos de control de proyectos, e incluso llevar una contabilidad básica. Y todo, en un pequeño aparato que cabe en la palma de la mano y con una simple presión sobre la pantalla sensible al tacto. Un ejemplo representativo de estos aparatos portátiles, es la agenda electrónica Sharp SE-300, la cual se viene a añadir a dispositivos como el Newton de Apple o el PalmPilot de 3Com, con la ventaja de que su tamaño es muy reducido para la amplia variedad de prestaciones que ofrece (figura 2). Cabe mencionar que los organizadores personales, no obstante sus ventajas, no han tenido el éxito esperado por los fabricantes; sin embargo, los avances en la tecnología de fabricación de microprocesadores han permitido fabricar equipos cada vez más pequeños, veloces, poderosos, con menores requerimientos de ener

Menu Off

Activities Contacts

Sync

Expense Notes Clock Calc

Backlight

Figura 2

6

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DIODOS SEMICONDUCTORES Oscar Montoya Figueroa

Introducción

En este artículo revisaremos el principio de operación de los diodos semiconductores, concretando nuestra explicación en el funcionamiento y aplicaciones de los diversos tipos que actualmente se utilizan de manera común: rectificadores, zener, de corriente constante, de recuperación en escalón, invertidos, túnel, varicap, varistores y LED’s.

Recordemos que un semiconductor es un material (generalmente silicio o germanio) cuyas características de condución eléctrica han sido modificadas. Para esto, como sabemos, ha sido combinado, sin formar un compuesto químico, con otros elementos. A este proceso de combinación se le llama dopado. Por medio de éste, se consiguen básicamente dos tipos de materiales: tipo N, en los que se registra un exceso relativo de electrones dentro del material, y tipo P, en los que se presenta un déficit de electrones (figura 1). Los dispositivos electrónicos se forman con diferentes combinaciones de materiales tipo P y N, y las características eléctricas de cada uno de ellos están determinadas por la intensidad del dopado de las secciones de semiconductores, así como por el tamaño y organización física de los materiales. Gracias a esto es posible fabricar, por ejemplo, un transistor para corrientes pequeñas y otro para corrientes elevadas, aunque la forma básica de los dos sea la misma.

Diodos semiconductores Los diodos realizan una gran variedad de funciones; entre ellas, la rectificación de señales de

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ELECTRONICA y servicio


Figura 1 Cuando a un material semiconductor se introducen impurezas (por ejemplo aluminio), sus características eléctricas son modificadas y entonces se genera un déficit relativo en su estructura. Al

Si

P

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

+

+

+

+

Si

N

Si

Si

+

+

+

+

Si

+

corriente alterna en fuentes de poder y en radios de AM, reguladores de voltaje, formadores de onda, duplicadores de voltaje, selectores de frecuencia, detectores de FM, disparadores, indicadores luminosos, detectores de haz, generadores láser, etc. Las aplicaciones de los diodos son muchas y muy variadas; de ahí la importancia de conocerlos más a fondo. Los diodos semiconductores, como su nombre lo indica, son dispositivos conformados por dos secciones de material semiconductor, una tipo P y la otra tipo N. Su nombre proviene de la contracción de las palabras “dos electrones”, en inglés. En la actualidad, la palabra "diodo" se utiliza de manera más amplia para definir a muchos dispositivos semiconductores que únicamente tienen dos terminales de conexión; esto, a pesar de que su formación interna sea de más de dos secciones de material semiconductor. A la sección P de un diodo se le conoce con el nombre de "ánodo", y a la sección N con el de "cátodo". Para entender la forma en que trabajan los diodos semiconductores, comenzaremos nuestro análisis a partir de un diodo de dos secciones de características generales. En un diodo, su sección N tiene impurezas que le permiten tener un exceso de electrones libres en su estructura; así, dicha sección se hace de cierta forma negativa. Y como en su sección P las impurezas provocan un déficit de electrones libres, la misma se torna positiva. Cuando no hay un voltaje aplicado en las secciones del diodo, se desarrolla un fenómeno interesante en la unión P-N: los electrones libres de la sección N se recombinan (se unen) con los huecos cercanos a la unión de la sección P. A esta recombi-

P

Si

Si +

Si +

Si

Si +

nación en la unión del diodo, se le denomina "dipolo". La formación de dipolos en la zona de unión, hace que en esa parte se registre un déficit de portadores; por eso se le llama "zona de deplexión" (figura 2). Cada dipolo tiene un campo eléctrico entre los iones positivo y negativo. Los electrones son repelidos por este campo, cuando tratan de cruzar la zona de deplexión para recombinarse con huecos más alejados del otro lado. Con cada recombinación aumenta el campo eléctrico, hasta que se logra el equilibrio; es decir, se detiene el paso de electrones del semiconductor tipo N hacia el tipo P. El campo eléctrico formado por los iones, se denomina "barrera de potencial"; para los diodos de germanio, es de 0.3 volts; para los diodos de silicio, es de 0.7 volts. Si se conecta una fuente de potencial eléctrico (por ejemplo, una pila o batería) a las terminales del diodo, de forma que el polo positivo de

Diodo semiconductor no polarizado

Anodo

Cátodo

N

P

Zona de deplexión

Símbolo esquemático del diodo rectificador

Anodo

Cátodo

Figura 2

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la fuente coincida con la sección P del diodo y el polo negativo con la sección N, se dice que el diodo está en polarización directa. Pero cuando el polo positivo se conecta a la sección N del diodo y el polo negativo a la sección P, entonces el diodo está polarizado de manera inversa. Cuando el diodo se encuentra en polarización directa, los electrones libres de la sección N y los huecos de la sección P son repelidos hacia la unión P-N debido al voltaje aplicado por la fuente externa. Si el voltaje de polarización es más grande que el valor de la barrera de potencial, entonces un electrón de la sección N cruzará a través de la unión para recombinarse con un hueco en la sección P. El desplazamiento de los electrones hacia la unión, genera iones positivos dentro de la sección N, los cuales atraen a los electrones del conductor externo hacia el interior del cristal. Una vez dentro, los electrones pueden desplazarse también hacia la unión para recombinarse con los huecos de la sección P, mismos que se convierten en electrones de valencia y son atraídos por el polo positivo del conductor externo; entonces salen del cristal (semiconductor P), y de ahí se dirigen hacia la batería (figura 3). El hecho de que un electrón de valencia en la sección P se mueva hacia el extremo izquierdo, es equivalente a que un hueco se desplace hacia la unión. Este proceso de flujo de corriente en el diodo se mantiene, en tanto exista la polarización directa con el valor de voltaje mayor a la barrera de potencial. Si el diodo está polarizado de manera inversa, los huecos de la sección P son atraídos hacia el polo negativo de la batería y los electrones de la sección N son atraídos hacia el polo positivo. Puesto que huecos y electrones se alejan de la unión, la zona de deplexión crece de acuerdo con el valor del voltaje inverso aplicado a las terminales del diodo. Por tanto, la zona de deplexión deja de aumentar cuando tiene una diferencia de potencial igual al valor de la tensión inversa aplicada. Con la zona de deplexión aumentada, no circula entonces corriente eléctrica; la razón es que el dispositivo, en cierta forma, aumentó al máximo su resistencia eléctrica interna (figura 4).

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Figura 3 Desplazamiento de los electrones en un diodo en polarización directa

P

- - + + +

N

- - + + + -

-

+

-

-

-

-

- Electrón + Hueco

Aunque de manera práctica consideremos que no hay flujo de corriente eléctrica a través del diodo en polarización inversa, realmente sí se genera un pequeño flujo de corriente eléctrica inversa. El calor del ambiente, hace que de manera espontánea se generen pares "hueco-electrón" suficientes para mantener un diminuto flujo de corriente eléctrica. A la corriente eléctrica inversa también se le conoce como "corriente de portadores minoritarios". Hay otra corriente que se genera de manera paralela a la corriente inversa, y es la eléctrica superficial de fugas; ésta es producida por impurezas en la superficie del cristal e imperfecciones en su estructura interna.

Cuando un diodo se polariza de manera inversa, no circula corriente eléctrica a través de él, y la barrera de potencial en la zona de deplexión se hace muy grande.

N -

P + + +

Zona de deplexión

+

-

Figura 4


Los diodos tienen un valor de voltaje inverso máximo, que puede ser aplicado en sus terminales sin ser destruido. Este valor depende de la construcción interna del diodo. Para cada diodo, el fabricante especifica el valor de voltaje inverso. Para efectos prácticos, se considera al diodo como si fuera perfecto; es decir, en polarización directa porque así no presenta resistencia eléctrica (permite el paso libre de la corriente); en polarización inversa tiene una resistencia infinita, y por eso no permite el paso de la corriente eléctrica. En la práctica se utilizan las dos formas de polarizar al diodo y se aplican voltajes y corrientes diversas, de manera que el diodo funcione dentro de diferentes puntos de operación, según sea la función que de él se desea. Si a un diodo en polarización inversa se le aumenta continuamente el valor del voltaje aplicado, se llegará al punto de ruptura; entonces el diodo conducirá de manera repentina y descontrolada la corriente eléctrica. Sabemos que en polarización inversa hay una diminuta corriente de fuga; pero cuando el valor del voltaje inverso aumenta, los electrones de la corriente de fuga incrementan su energía; y cuando los electrones adquieren energía suficientemente grande, chocan contra los átomos del material y así se liberan los electrones de éstos -que a su vez se suman a la corriente eléctrica de fuga. Este proceso se sucede en cadena; de modo que si un electrón libera a dos, éstos liberarán a otros dos y así sucesivamente; por eso es que la corriente crece muy rápido. Mediante una gráfica se puede representar el comportamiento del diodo en términos de corriente y voltaje. El fabricante de semiconductores proporciona una curva característica para cada tipo de diodo; en ella se representan las variaciones de corriente, dependiendo del voltaje aplicado en sentido directo e inverso. En la figura 5, se muestra la gráfica representativa de un diodo semiconductor. El eje horizontal representa el voltaje aplicado al diodo (hacia la izquierda indica el voltaje en polarización inversa, y hacia la derecha el voltaje en polarización directa); el eje vertical, representa la corriente que circula a través del diodo (hacia arriba indica corriente en sentido directo, y ha-

cia abajo corriente en sentido inverso). La gráfica se divide en dos partes: la zona de polarización directa y la de polarización inversa. En la zona de polarización directa, se observa que no hay conducción a través del diodo antes de que se alcance el voltaje del umbral de la barrera de potencial. Una vez que el voltaje es mayor que este valor, la conducción de la corriente aumenta a pequeñas variaciones de voltaje. En la zona de polarización inversa, el diodo se mantiene sin conducir hasta que se llega a la tensión de ruptura en donde la corriente en sentido inverso a través de él, se hace muy grande. En la gráfica, podemos ver que el voltaje de ruptura es muy grande en comparación con la tensión de la barrera de potencial. En general, el diodo semiconductor actúa como un dispositivo no lineal, ya que su curva característica no tiene un comportamiento de crecimiento suave; más bien presenta variaciones abruptas, según el voltaje aplicado. Esta característica eléctrica del diodo es aprovechada por los fabricantes, para producir semiconductores con aplicaciones específicas.

Diodos rectificadores Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. Se cons

Curva característica de un diodo semiconductor genérico Corriente en sentido directo

Voltaje negativo (polarización inversa) Voltaje positivo (polarización directa)

Corriente en sentido inverso

Figura 5

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truye para operar entre voltajes no muy altos de polarización directa, y entre voltajes en sentido inverso que no alcanzan la tensión de ruptura. El nombre "diodo rectificador" procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido. Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten un voltaje de corriente alterna en un voltaje de corriente directa. Entre las matrículas de los dispositivos que encontraremos están los 1N4001 y 1N4002, con un encapsulado plástico tipo 59-04 (figura 6). Los diodos rectificadores para bajas frecuencias tipo Schottky, son excelentes dispositivos cuando trabajan con señales de baja frecuencia; sin embargo, con fuentes de poder de alta frecuencia son útiles. También se utilizan como diodos de protección de polaridad y como diodos lógicos en circuitos tipo OR. El MBR2535CTL conduce en sentido directo hasta 25 ampers, soporta un voltaje en sentido directo de 25 volts y se encuentra encapsulado en un empaque TO220AC (figura 7). El modelo MBRS130TL3 puede

Encapsulado TO-220 AC

Figura 6 Encapsulado 59-04

Diodo rectificador

La banda sobre el cuerpo del diodo indica la terminal del cátodo.

conducir una corriente en sentido directo de hasta un amper, soporta un voltaje de 30 volts y está encapsulado en un empaque de soldadura superficial tipo SMB (figura 8). Los MEGAHERTZ son un conjunto de rectificadores ultra-rápidos, diseñados para proveer gran eficiencia en la conmutación de señales de muy alta frecuencia en fuentes de poder; no obstante, también se utilizan como correctores de factor en circuitos de potencia. Un ejemplo de este tipo de diodos lo tenemos en el MURH840CT, que puede conducir una corriente en sentido directo de hasta 8 ampers, soporta un voltaje de polarización de hasta 400 volts y tiene un tiempo de recuperación 28 nanosegundos (tiempo necesario para conmutar entre estado de conducción y de no conducción). Los SCANSWITCH, son rectificadores ultrarápidos que ofrecen alto rendimiento cuando son utilizados en monitores de muy alta resolución y en estaciones de trabajo en donde se requiere de un tiempo de recuperación muy corto y de voltajes de polarización de 1200 a 1500 volts. Como ejemplo tenemos al MRU5150E, que soporta una corriente en sentido directo de hasta

Diodo encapsulado SMB, para circuitos de montaje superficial.

El cátodo esta conectado al cuerpo del diodo 1. Cátodo 2. Anodo

1

Rectificador SCHOTTKY

El cátodo se indica con la muesca

2

Figura 7

18

ELECTRONICA y servicio

Figura 8


Figura 9 Diodo de germanio Una señal de AM puede rectificarse con un diodo, para obtener la información contenida en la envolvente.

Señal del R. F.

5 ampers, un voltaje de polarización de 1500 volts y tiene un tiempo de recuperación de 175 nanosegundos. El supresor de transitorios para sistemas de automóviles, es un dispositivo que ofrece protección de picos de alto voltaje en el sistema eléctrico del automóvil. La protección proporcionada por el diodo incluye el fenómeno denominado “LOAD DUMP” (carga de basura), que ocurre durante el desplazamiento del automóvil mientras la batería se mantiene desconectada del sistema. Un ejemplo de este tipo de diodos es el MR2535L, el cual soporta una corriente en sentido directo de hasta 35 ampers, un voltaje de polarización de 20 volts y una corriente de 110 ampers para un transitorio durante 10 milisegundos. La temperatura máxima a la que puede funcionar sin sufrir daños en su estructura, es de 110ºC. En el mercado de semiconductores han aparecido un nuevo tipo de diodos conocidos como SWITCHMODE. Se trata de rectificadores Schottky de potencia, para alta frecuencia y bajo voltaje; estas características se logran gracias a la unión de silicio y metal. A diferencia de las uniones clásicas de silicio – silicio, este tipo de diodos pueden conmutar en tiempos menores a 10 nanosegundos y se construyen para rangos de corriente que van desde 0.5 a 600 ampers y con voltajes inversos de hasta 200 volts. La unión soporta temperaturas que van de 125ºC a 175ºC; el cátodo del dispositivo siempre se conecta al encapsulado. Un modelo muy sencillo de diodos rectificadores construidos con germanio, tiene amplio

Señal recuperada

uso como detector de señales de AM. Una señal de Amplitud Modulada transporta la información, modificando así la amplitud de una señal que sirve de transporte (Portadora). Cuando se recibe en un radio la señal, el diodo se encarga de separar los semiciclos positivos a partir de los cuales se separa la señal original. Si tiene oportunidad de observar la tablilla de circuito impreso de un radio de AM, fácilmente localizará el diodo de germanio -ya que éste tiene un encapsulado en vidrio transparente- (figura 9).

Diodos zener Los diodos zener basan su principio de operación en el efecto de emisión de campo intenso, el cual se produce debido a una alta concentración del campo eléctrico entre los átomos de la estructura cristalina del dispositivo. Un diodo zener es básicamente un diodo de unión, pero construido especialmente para trabajar en la zona de ruptura del voltaje de polarización inversa; por eso algunas veces se le conoce con el nombre de "diodo de avalancha". Su principal aplicación es como regulador de voltaje; es decir, como circuito que mantiene el voltaje de salida casi constante, independientemente de las variaciones que se presenten en la línea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en la salida del circuito. El diodo zener tiene la propiedad de mantener constante el voltaje aplicado, aun y cuando la corriente sufra cambios. Para que el diodo zener pueda realizar esta función, debe polarizarse de manera inversa. Generalmente, el voltaje de

ELECTRONICA y servicio

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INSTALACION Y CONFIGURACION DE MONITORES Leopoldo Parra Reynada

La evolución de los monitores

En este artículo se hace una revisión de los principales conceptos involucrados en la pareja monitor-tarjeta de video de computadoras PC; simultáneamente, se dan algunos consejos prácticos para la elección de este periférico de salida de datos. Por último, se muestra cómo instalar y configurar un monitor tanto para el modo DOS como para Windows 3.1 y Windows 95. El tema básicamente está dirigido a quienes se inician en el servicio a computadoras personales. 56

ELECTRONICA y servicio

Las primeras computadoras eran enormes aparatos con una serie de componentes asociados, que en nada se parecían a la estructura actual de una computadora personal, con su unidad de sistema, su teclado, su ratón y su monitor. En efecto, la inclusión del monitor en la arquitectura de los sistemas de cómputo, es el fruto de graduales avances en la tecnología informática y en la fabricación de los circuitos encargados del manejo de señales. De manera resumida, en la tabla 1 se muestra cómo se fue dando el cambio de los diversos medios utilizados para la expedición de datos, hasta llegar a los actuales monitores. Igualmente, en la tabla 2 se indica la evolución de los monitores utilizados en computadoras PC o compatibles. Cabe señalar que en los más recientes tipos de monitores (SVGA, UVGA y superiores), se llegan a incluir diversas prestaciones, que van desde una reducción significativa de las radiaciones hasta el uso de controles digitales, la construcción de circuitos más eficientes y de menor consumo de energía, etc. Definitivamente, las primeras pantallas TTL han quedado muy atrás. Sin embargo, no basta con adquirir por ejemplo un monitor UVGA para que automáticamente


Tabla 1

Dispositivos y medios empleados para la expedició n de datos Máquina central

Medio utilizado para expedició n de datos

Características principales

Observaciones

1. ENIAC (mediados de los añ os 40´ s)

Luces parpadeantes en un tablero

Las lámparas que se utilizaban producían mucho calor; como solían fallar, tenían que ser cambiadas constantemente. Para operar la máquina e interpretar los resultados expedidos, se requería de personal especializado.

Aunque sirvió para las necesidades de la é poca, implicaba alto riesgo de error humano y continuas fallas de las lámparas.

2. Computadora tipo estante

Cinta de papel perforado

Por medio de un có digo de puntos, la computadora imprimía en la cinta los resultados.

No se dependía de la atenció n de un operador. Aunque los resultados podían ser vistos por cualquier persona (puesto que estaban impresos), su interpretació n requería de conocer el có digo de comunicació n establecido con la computadora.

3. Computadora tipo

Haciendo uso de la impresora tipo té lex, los datos se imprimían en papel.

Podía imprimir letras y números entendibles para cualquier persona. El tiempo de espera entre el momento que la computadora empezaba a expedir los resultados y el momento en que é stos eran totalmente impresos, podía ser de algunos segundos y hasta varios minutos.

Cualquier persona podía utilizar la computadora, pues con poco entrenamiento era capaz de entender las operaciones básicas del sistema. Entonces é ste dejó de ser só lo una curiosidad acadé mica, y quedó al alcance de las grandes corporaciones.

En vez de recibir señ ales desde la antena, el televisor recibía señ ales desde una computadora.

El televisor es el antecesor inmediato de los monitores de computadora. La informació n enviada por el sistema al televisor, aparecia instantáneamente en la pantalla de é ste.

4. ComputaPantalla de dora tipo televisor mini-consola

Evolució n de los monitores en computadoras PC o compatibles Tipo de monitor

Características principales

Observaciones

TTL monocromático

Podía desplegar letras, números y símbolos de escasa complejidad,en tono verde o amarillo. Pantalla de aspecto poco atractivo, que podía expedir una matriz de 80 x 25 puntos (hasta hacer un total de 126,000 puntos)

Primer tipo de monitor utilizado en la plataforma PC (específicamente, con máquinas XT)

CGA (Computer Graphics Adaptor o Adaptor Gráfico de Computadora)

Desplega gráficos de baja complejidad. En su pantalla el área de imagen se dividía en pixeles. Los pixeles se acomodaban en una matriz de 320 x 200, dando un total de 64,000 puntos individuales en cada pantalla.

Gracias a los monitores CGA, se desarrolló una nueva faceta de software: los juegos de computadora.

EGA (Enhanced Graphics Adapter o Adaptador Gráfico Mejorado)

Nace a mediados de los añ os 80´ s, cuando la industria de programas de computadora había crecido notablemente. La pantalla del monitor se dividió en un arreglo de 640 x 350 pixeles; o sea, un total de 224,000 puntos individuales, con una variedad de 16 colores distintos.

Es la é poca en que las máquinas XT son sustituidas por las AT, que incorporaban el microprocesador 80286. Esta resolució n gráfica permitió el desarrollo de aplicaciones como las primeras versiones de AutoCAD y la presentació n de diversos ambientes gráficos de trabajo, entre los que destacan QuarterDesk, GEO y la primera versió n de Windows.

Inicialmente desplegaba una resolució n de 320 x 200 pixeles con una profundidad de 256 colores, o una VGA (Video Graphics pantalla de 640 x 480 pixeles a 16 colores. Pero con la Array o Arreglo rápida evolució n de las tarjetas manejadoras de video, Gráfico de Video) pronto se volvió estándar la pantalla de 640 x 480 a 256 colores, que es la resolució n a la que se ejecuta la mayoría de las aplicaciones multimedia.

En 1987, cuando apareció el VGA, el mundo de los monitores sufrió una transformació n que hasta el momento se mantiene como el estándar internacional en plataforma PC.

SVGA (Super VGA) UVGA (Ultra VGA) y superiores

Resoluciones de 800 x 600, 1024 x 768, 1200 x 1600 pixeles, y hasta más. La profundidad de color se ha incrementado hasta alcanzar las decenas de miles e incluso millones de tonos de color distintos en una misma imagen.

Esto se ha combinado con la aparició n de monitores de pantalla cada vez más grande, pasando de las tradicionales 14 pulgadas diagonales hasta los modernos dispositivos de 17, 21 e incluso 35 pulgadas, ideales para presentaciones o para juegos multimedia.

Tabla 2

ELECTRONICA y servicio

57


la computadora expida una mayor resolución y un mayor número de colores. Este aspecto está relacionado directamente con un elemento que interactúa de forma estrecha con el monitor: la tarjeta de video, de la que hablaremos más adelante.

Consejos básicos para la elección de un monitor nuevo Con la intención de orientarle sobre la correcta elección de un monitor nuevo para computado-

ra, hemos incluido la tabla 3, así como las siguientes descripciones.

Tamaño de la pantalla Existen dispositivos de sólo 9 pulgadas diagonales y otros de 30 ó más. Como cada uno de ellos tiene una aplicación muy específica, de ésta depende el tamaño de pantalla que se elija. Pero hay que hacer una aclaración pertinente. Cuando el fabricante especifica que el monitor es de 15 pulgadas, por ejemplo, nos está diciendo que eso es lo que mide, de esquina a es

Factores a considerar en la elecció n de un monitor nuevo Requerimiento

Características estándar

Observaciones

Tamañ o de la pantalla: 15 pulgadas

Es el nuevo estándar para PC´ s

Gama cromática: monocromático

A color, só lo para juegos y aplicaciones que lo requieran.

Resolució n: 800 x 600 (SVGA) y 1024 x 768 (UVGA) Distancia entre puntos: 0.26 a 0.28 mm Velocidad mínima de refresco: 60 cuadros por segundo

a) Punto de venta b) Textos c) Sistemas domesticos

Tipo de transmisió n: no entrelazada

Si es de menos, mejor. Se calcula dividiendo la máxima frecuencia horizontal entre el número de renglones de la resolució n a utilizar. La resolució n a la que se usaráel monitor debe ser soportada por é ste en modo no-entrelazado.

Tipo de controles: normal Emisió n de ondas electromagné ticas: normal Plataforma en que se utiliza: estándar (para PC) Origen: de marca

Cuenta con respaldo de servicio.

Origen: gené rico

Por costar menos, puede adquirirse uno con mayores prestaciones que los de marca. No tiene respaldo de servicio.

Tamañ o de pantalla: 17, 20 o 21 pulgadas

Para uso profesional

Gama cromática: a color Resolució n:800 x 600 (SVGA), 1024 x 768 (UVGA) y superiores Distancia entre puntos: 0.26 a 0.28 mm

d) Auto-edició n e) Animació n por computadora f) Planos arquitectó nicos

Velocidad mínima de refresco: 60 cuadros por segundo Tipo de transmició n: no-entrelazada Tipo de controles: digital

Más velocidad de refresco y mayores resoluciones. Guardan en memoria las preferencias del usuario (resolució n)

Emisió n de ondas electromagné ticas: baja Plataforma en que se utiliza: multisync

Los monitores de este tipo se adaptan a cualquier computadora a la que se conectan, y son capaces de trabajar con mútiples resoluciones y frecuencias de operació n

Origen: de marca Tamañ o de la pantalla: 25 o más pulgadas (27, 30, 32 o 35)

Son las bases para video-proyectores de computadoras

Gama cromática: a color Resolució n: Distancia entre puntos g) Presentaciones Velocidad mínima de refresco por computadora Tipo de transmisió n: Tipo de controles: digital Emisió n de ondas electromagné ticas: baja Plataforma en que se utiliza: Mutlsync

Tabla 3

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ELECTRONICA y servicio


quina, el tubo de imagen sin gabinete, de tal manera que al montarlo en la unidad su longitud diagonal se reduce aproximadamente una pulgada (figura 1).

Figura 1 Los fabricantes miden las 14 pulgadas de un monitor, tomando en cuenta el tamaño total del cinescopio sin gabinete; así que el tamaño real de una pantalla es ligeramente menor.

Gama cromática Un monitor monocromático es la elección obvia, si se desea utilizar la computadora en alguna aplicación donde el color no resulte imprescindible. Ejemplos de esto son los puntos de venta, el trabajo de una secretaria que utiliza la computadora sólo como máquina de escribir, los sistemas domésticos que se arman con bajo presupuesto, etc. Pero lo mejor es un monitor a color.

as

ad

14

lg Pu

Resolución Las siglas VGA, SVGA, UVGA, etc., hacen referencia a la resolución máxima que puede expedir el monitor. Como ya vimos en la tabla 2, la resolución VGA es de 640 x 480 pixeles, la SVGA de 800 x 600 y la UVGA de 1024 x 768 (figura 2). Cuando vaya a adquirir un monitor, decídase por aquella resolución que esté seguro va a emplear y que no resulte incómoda para la vista. Por ejemplo, tratar de utilizar un monitor de 14 pulgadas en una resolución superior a 800 x 600 resulta muy cansado, pues los datos, los iconos, las ventanas y demás elementos gráficos son muy pequeños. Tampoco preste atención a un monitor que le ofrece una resolución de 1600 x 1200, si usted

Pantalla VGA con una resolución de 640 x 480 pixeles

está seguro de que nunca necesitará una pantalla con tal cantidad de puntos. Para monitores de 14 y 15 pulgadas, una resolución SVGA o UVGA resulta más que suficiente; y como los monitores profesionales (17 o más pulgadas) requieren a veces de mayor resolución, le sugerimos se asesore con el vendedor para asegurarse de que el dispositivo satisfaga las necesidades de usted o de su cliente.

Espaciamiento de puntos Las imágenes de la pantalla en realidad están formadas por minúsculos puntos de luz roja, verde y azul, reunidos en paquetes denominados “triadas”. A cada uno de estas triadas o elemen Pantalla Super VGA con una resolución de 800 x 600 pixeles. Observe que a mayor resolución, el tamaño de los objetos es menor.

Figura 2

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tos de imagen se le denomina "pixel"; y como podrá suponer, la cantidad de pixeles que se utilizan para representar una imagen influye decisivamente en la calidad de la misma (figura 3). Cuando vaya a adquirir un monitor nuevo, exija que su dot pitch (distancia entre triadas) sea de un máximo de 0.28 mm. Esta es la medida estándar para monitores de buena calidad; y si puede conseguir uno de 0.26 mm, es mejor.

bido a que el usuario está muy cerca del monitor. En computadoras, todas las líneas horizontales se expiden una detrás de otra; esto es, no se separan en pares e impares. Lo anterior significa que la pantalla se renueva completamente a la misma velocidad de refresco vertical, lo cual resulta conveniente para la vista del espectador; a este método se le llama "transmisión noentrelazada" (figura 4).

Velocidad de refresco de pantalla Al aparecer las computadoras personales, específicamente la resolución VGA y superiores, los diseñadores se enfrentaron a un problema muy serio: la información en la pantalla tenía que refrescarse a una velocidad en la que el usuario no advirtiera el cambio, de modo que no causara fatiga visual y fuese cómodo trabajar. Por tal motivo, se decidió que la frecuencia de refresco mínima quedara en 60 cuadros por segundo (fps); y si esto se pudiera aumentar, sería óptimo.

Entrelazado o no entrelazado La transmisión entrelazada ha funcionado en los televisores, pues entre estos aparatos y el espectador hay casi siempre una distancia media. Pero para computadoras no resulta conveniente, de-

Controles normales o digitales Los monitores con controles digitales suelen estar construidos bajo especificaciones más estrictas que los normales. Gracias a ello se alcanzan mayores velocidades de refresco y resoluciones, aunque a un precio más alto; en promedio, éste se eleva de 20-25% en relación con lo que cuesta un monitor convencional.

Emisión baja o normal Los monitores modernos traen de fábrica una leyenda que dice “Low Emission”, con la que se indica que las emisiones electromagnéticas de los mismos son muy reducidas (norma europea). Los monitores que carecen de esta leyenda se consideran normales, en cuyo caso se ha procu

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

B

R

G

1 pixel

B R

R

G R

B R

G B

G B

R

G B

R G

G

Distancia entre pixeles

B

B

A

1 pixel

Imagen de monitor

60

ELECTRONICA y servicio

Figura 3


Figura 4

Primer retorno vertical.

Primer campo

Líneas pares en el trazo del segundo campo.

Segundo retorno vertical.

Líneas pares

Líneas impares en el trazo del primer campo.

Líneas impares

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

Segundo campo

Cuadros = 525 líneas Cada cuadro se forma por el entrelazado de dos campos, uno de líneas impares y otro de líneas pares.

Entrelazando las líneas de dos campos, surge una imagen sin parpadeo. En los monitores con barrido no entrelazado se expiden los cuadros de manera simultánea, y no alternando campos pares e impares

rado que el grado de interferencia que provocan a otros aparatos electrónicos no sobrepase de cierto nivel (norma americana). Si le es posible y no representa un gasto adicional excesivo para usted, adquiera un monitor de baja emisión; sobre todo, si va a pasar diariamente varias horas frente al dispositivo.

Multisync o estándar Como sabemos, la plataforma PC es la que predomina mundialmente. Sin embargo, algunos monitores han sido diseñados de modo que puedan adaptarse a cualquier tipo de computadora a la que sean conectados. Por esta razón, es indispensable tener un dispositivo capaz de manejar múltiples resoluciones y frecuencias de operación. A los monitores de este tipo se les denomina "Multisync", y suelen ser los más avanzados y costosos.

Monitor de marca o genérico La mayoría de los monitores "de marca", en realidad son fabricados por compañías ajenas a la titular correspondiente. Dado que Acer, IBM y Compaq carecen de fábricas exclusivas de monitores, puede darse el caso de que usted se encuentre con dos dispositivos exactamente idénticos, uno de marca reconocida y el otro de marca genérica -y obviamente más barato. Los monitores genéricos presentan exactamente el mismo índice de fallas que los

monitores de marca. Sin embargo, al momento de enfrentarse a la reparación o a la solución de problemas menores, los de marca cuentan con mayor apoyo por parte del fabricante; incluso, con sólo conectarse a la página que en Internet ocupa la compañía en cuestión, se puede obtener una respuesta concreta o al menos una orientación sobre lo que haya que hacer en cada caso. Si se decide por un monitor genérico, trate de que éste tenga prestaciones superiores a las de un monitor de marca: mayor tamaño de pantalla, mayor velocidad de refresco, controles digitales, etc.

La tarjeta de video y su importancia en el despliegue de información La tarjeta de video, es el elemento donde los datos digitales generados por las aplicaciones se traducen en niveles de voltaje que excitan al monitor. Es precisamente la tarjeta la que determina factores tan importantes como la resolución de la imagen desplegada, la profundidad cromática conseguida (número de colores que se pueden manejar), la frecuencia horizontal y vertical a las que funcionará el monitor, etc.

Tarjetas VGA y superiores Debido a que las tarjetas VGA y superiores son las de mayor uso en la actualidad, enseguida hablaremos de su estructura y funcionamiento. En

ELECTRONICA y servicio

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la figura 5 se muestra el diagrama a bloques de una tarjeta de video VGA típica. Veamos cómo trabaja el conjunto, para que a partir de ello advierta la importancia de este elemento en el despliegue de datos en la plataforma PC. En primer lugar, antes de que los datos suministrados por la aplicación alcancen la pantalla, tienen que atravesar los buses de expansión y llegar hasta la tarjeta de video para que ésta los pase de binarios a decimales. Los buses pueden ser tipo ISA, VESA o PCI -este último es el más moderno y utilizado en la actualidad. En la tarjeta de video, un puerto especial que maneja el rango de direcciones de 03C0 a 03DF recibe los datos enviados por el microprocesador. Si la dirección enviada a los buses coincide con el rango de captura de éstos, la dejan pasar hacia el resto de los circuitos de la tarjeta; si no coincide, la bloquean, pues son datos que no pertenecen a la tarjeta de video. Dichos datos llegan primero a un circuito integrado de alta complejidad denominado "controlador VGA", cuya función es recibir los bits en serie que provienen del micro-procesador, e interpretarlos para determinar la información que se va a desplegar en la pantalla.

Expedición de texto Si se va a expedir únicamente texto (caracteres ASCII), entra en ación el controlador VGA; éste se auxilia de una memoria ROM denominada "BIOS de video", para generar las letras y números. En esta memoria vienen grabadas las combinaciones de puntos que deben excitarse para

Memoria RAM

Out

DAC´s

Controladora devideo

ROM de video

representar a todos y cada uno de los caracteres permitidos. Lo único que quedaría por hacer, es determinar el color del fondo y de los caracteres en sí; tras hacerlo, esa información se alimenta a los circuitos convertidores de digital a analógico (DAC’s) para que éstos expidan los niveles de voltaje necesarios y así se excite el monitor (figura 6). Al mismo tiempo, la propia controladora VGA genera los pulsos requeridos para la sincronía horizontal y vertical, y los envía directamente hacia el monitor.

Expedición de gráficos Si se va a expedir información gráfica, entonces entra en juego un bloque adicional incorporado en las tarjetas de video a partir de la resolución VGA. Dicho bloque consiste en uno o más chips de memoria RAM, en donde se va almacenando temporalmente la información que la controladora de video determina se debe expedir en la pantalla. Una vez que se ha llenado la memoria, los DAC’s van siendo alimentados para que a su salida generen los niveles de voltaje necesarios para la correcta excitación del monitor (figura 7); al igual que cuando se expide texto, la controladora genera directamente los pulsos de sincronía que se requieren para producir los barridos horizontal y vertical dentro del monitor. Para mantener un despliegue estable, y al mismo tiempo para que el manejo del monitor no distraiga considerablemente al CPU de su labor principal de cálculo, es fundamental que la memoria RAM sea capaz de almacenar toda la información necesaria para el despliegue de una pantalla. Así que tanto la resolución como el número de colores dependen estrechamente de la cantidad de memoria colocada en la tarjeta de video. En la tabla 4 se muestra una relación completa de las resoluciones y profundidades de color, así como la cantidad de memoria que mínimamente se requiere para poderlas controlar.

Tarjetas de video con nuevas prestaciones

Figura 5

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ELECTRONICA y servicio

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


Zócalos de expansión de memoria

Figura 6

RAM instalada Conector a monitor

ROM de video

jeta muchos de los cálculos que aún necesitan apoyo del microprocesador. De esta manera, se incrementan considerablemente la velocidad de proceso del microprocesador (al ser liberado de tareas) y la velocidad de expedición de imágenes en la pantalla. b) Tarjetas con circuitos de cálculo especializado. Son útiles para la expedición de imágenes tridimensionales, especialmente para juegos tipo Doom o Quake. c) También existen tarjetas que pueden expedir su señal a un monitor y a un televisor, de manera simultánea; y aunque requieren de circuitos especiales de conversión de VGA a NTSC, su estructura básica sigue siendo igual a la de las tarjetas convencionales.

Chipset controlador de video

Señal barras R

Señal barras G

Interacción tarjeta de video-monitor Conforme a lo mencionado hasta ahora, es evidente que el flujo de datos entre la tarjeta de video y el monitor es incesante y unidireccional; es decir, el monitor recibe información pero nunca la proporciona al microprocesador. Para funcionar adecuadamente, un monitor típico necesita recibir cinco señales desde la tarjeta de video: componente de color rojo, componente de color verde, componente de color azul, sincronía horizontal y sincronía vertical. Es decir, en la tarjeta de video tienen que generarse

Señal barras B

Figura 7

ELECTRONICA y servicio

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EL SURGIMIENTO DE LA RADIO Primera de dos partes Leopoldo Parra y Felipe Orozco

Los experimentos de Faraday

En el artículo “El Galvanismo y las Radiocomunicaciones” (No. 4), mencionamos que, inspirado en las investigaciones sobre la correspondencia entre los fenómenos magnéticos y eléctricos, el científico escocés James Clerk Maxwell, predijo mediante una serie de ecuaciones que llevan su nombre, que toda perturbación eléctrica o magnética produce a cualquier distancia un efecto electromagnético que se propaga a la velocidad de la luz; es decir, demostró teóricamente la existencia de las ondas de radio. Cuatro años más tarde, Heinrich Hertz demostró empíricamente la equivalencia entre las ondas de luz y las ondas electromagnéticas, sentando así las bases definitivas para las radiocomunicaciones.

Como ya explicamos en un artículo anterior, aunque se realizaron múltiples experimentos sobre electricidad y magnetismo antes de Michael Faraday (figura 1), fue este investigador inglés quien descubrió la estrecha relación que existe entre ambos tipos de fenómenos. Fue precisamente Faraday quien descubrió que cuando en una bobina circula una corriente eléctrica, se produce un campo magnético proporcional a la corriente circulando, y a la inversa: cuando a una bobina se aplica un campo magnético externo, en sus extremos aparece una variación de voltaje (figura 2). Este descubrimiento, aparentemente tan sencillo, es la base sobre la cual funcionan prácticamente todos los aparatos eléctricos que nos rodean en nuestra vida cotidiana, desde el motor de un auto de juguete hasta los grandes transformadores que sirven para distribuir el fluido eléctrico en las grandes ciudades.

Los planteamientos de Maxwell En la década de 1860, el físico inglés James Clerk Maxwell, con una gran lucidez que asombra incluso a los científicos contemporáneos, puso al

ELECTRONICA y servicio

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En 1831, Michael Faraday, descubrió y observó físicamente la inducción electromagnética. Primeramente, Faraday colocó limaduras de hierro en una hoja de papel, colocó debajo de ella un imán y golpeó ligeramente la hoja para que las limaduras reaccionaran a la fuerza del imán; con este sencillo experimento, Faraday descubrió que la influencia de los imanes se manifestaba en forma de “líneas de fuerza”, mismas que forman un “campo magnético” que va desde un polo del imán hasta el otro.

Michael Faraday

descubierto en forma teórica la estrecha relación que existe entre los campos eléctricos y magnéticos; postulando que una carga eléctrica en movimiento produciría en su alrededor un campo magnético variable, el cual, a su vez, induciría un campo eléctrico, y así sucesivamente (figura 3). Esto, a su vez, se traduciría en la generación de una onda electromagnética que se origina en la carga eléctrica variable y viaja en todas direcciones (estos trabajos se publicaron en conjunto hasta 1873). Sus cálculos teóricos le permitieron determinar que esta onda electromagnética se propaga

Figura 1 Polo norte

Polo sur

Líneas de fuerza Líneas de fuerza

Polo sur

Polo sur

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

James Clerk Maxwell

Campo magnético Electricidad inducida

Corriente variable

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

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

Figura 2

10

ELECTRONICA y servicio

Figura 3


TELEFONIA CELULAR Oscar Montoya Figueroa

Introducción

La telefonía celular es uno de los servicios de la tecnología moderna que más rápidamente se han extendido en el mundo, ya que a partir de su introducción a principios de los años 80’s, el número de usuarios de este servicio se ha ido incrementando hasta llegar a las decenas de millones de usuarios, y no hay muestras de que esta tendencia disminuya. En este artículo hablaremos de manera general de qué son y cómo funcionan estos sistemas de comunicación.

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ELECTRONICA y servicio

La red telefónica es uno de los sistemas automáticos más grandes del mundo. Queda al servicio del usuario con sólo levantar el auricular y marcar un número, estableciendo de manera instantánea la comunicación con personas de cualquier continente. Esta red, además, es utilizada por otros sistemas que amplían las posibilidades de comunicación, como el facsímil y el Internet. Se calcula que existen más de 400 millones de teléfonos en todo el mundo, aunque la red telefónica no se ha desarrollado al máximo. Pero además de la telefonía alámbrica, existe una moderna infraestructura de telefonía celular, la cual ofrece los mismos servicios básicos (conferencias, Internet y facsímil), más otros adicionales (mensajes escritos, por ejemplo). El concepto de red de radio celular fue inventado en los laboratorios Bell, en Estados Unidos, en 1947. Pero fue después de 35 años que la tecnología permitió implementar el concepto de “célula” o “celda”, al montar la primera red analógica que se intercomunicaba mediante cables conductores de cobre y al fabricar los primeros equipos. La tecnología celular con sistema inalámbrico fue desarrollada por la compañía AT&T, con el propósito de lograr una mayor capacidad con


Figura 1 Líneas Tx Rx Tx Rx

Líneas

Líneas

Tx Rx

Terminal celular computarizada Tx Rx

celdas pequeñas de baja potencia y permitir que bandas de radiofrecuencia fueran reutilizadas. Otras ventajas que pronto se desarrollarían, incluyeron la posibilidad de teléfonos portátiles y terminales de bajo precio. Cuando los primeros sistemas en Chicago y Washington/Baltimore entraron en funcionamiento en 1983, algunas predicciones optimistas calcularon que habría cerca de un millón de usuarios en Estados Unidos para el año 2000; sin embargo, tan sólo en 1995 ya se habían alcanzado los 30 millones de usuarios.

Central telefónica

ción base con antenas encargada de recibir las llamadas y enviarlas hacia los teléfonos celulares que se mueven dentro de su zona. Cada estación base puede cubrir una área de entre 1.5 y 28 Km, dependiendo de la topografía y de los obstáculos de la zona (figura 2). Una de las ventajas de esta división de una zona en células, es la posibilidad de utilizar una porción muy pequeña del espectro electromagnético para proporcionar el servicio de telefonía. Veamos por qué. Para que dos estaciones transmisoras-receptoras anexas no se interfieran entre sí, es indis

El principio básico de la telefonía celular El teléfono celular es un medio de comunicación electrónico similar al teléfono convencional, con la diferencia de que no requiere cables de conexión, sino que es inalámbrico. El enlace telefónico se lleva a cabo por medio de señales electromagnéticas de alta frecuencia, permitiendo al usuario la comunicación desde cualquier punto de la zona de cobertura sin importar si se encuentra en movimiento o en algún sitio específico (figura 1). El concepto de telefonía celular, se deriva de que en estos sistemas de comunicación el territorio de cobertura se divide en áreas llamadas celdas o células. En cada celda existe una esta-

Estación base

1.5 a 28 Km

Celda, área de cobertura donde se considera óptima la recepción en la estación base.

Figura 2

ELECTRONICA y servicio

27


CAMBIO DE CABEZAS EN VIDEOGRABADORAS PANASONIC José Luis Orozco Cuautle

A manera de recordatorio

Usualmente, las cabezas de video en una videograbadora se encuentran montadas sobre un tambor de aluminio que cuenta con un motor ubicado en la parte inferior, el cual las hace girar a la velocidad apropiada. Sin embargo, la compañía Panasonic ha optado por colocar al tambor en un sitio diferente: la parte superior. En el cambio de cabezas, esta situación no debería sin embargo implicar obstáculos; mas como no siempre es así, en este artículo ofrecemos algunos consejos para llevar a cabo tal procedimiento con la mayor seguridad y rapidez posibles.

Tras retirar la tapa superior de una videograbadora convencional, el componente que más llama la atención por su tamaño es el tambor de aluminio, donde están colocadas las cabezas de video (figura 1). Este dispositivo gira a una velocidad de 1800 r.p.m. Como sabemos, las cabezas de video son pequeñas piezas encargadas del proceso de grabación y lectura de información de una cinta magnética. En los modelos más modernos del

Figura 1

32

ELECTRONICA y servicio


formato VHS, se incluyen, además de las dos cabezas normales para el video, cabezas adyacentes para el manejo de las señales de audio o funciones especiales (pausa, cámara lenta, etc.) En el proceso de grabación, las cabezas se encargan de registrar las señales que provienen de los amplificadores de grabación -donde previamente fueron adecuadas tanto en intensidad como en frecuencia-. La grabación se realiza por medio de microscópicos segmentos helicoidales, denominados tracks. En el proceso de reproducción, las cabezas captan la información almacenada y la envían a un circuito amplificador; éste se encarga de elevar su nivel, hasta obtener un valor adecuado para poder enviarla a su procesamiento. De ahí, pasa al sistema de switcheo, donde, por medio de un interruptor electrónico, se selecciona la cabeza que en ese momento esté leyendo. El movimiento del switch, conocido como RF Switching Pulse (RF Swp), es activado por una señal que proviene del circuito del servomecanismo. Si con un osciloscopio extraemos esta señal en la salida del interruptor, podremos observar que es completamente plana (figura 2). Cuando una de las cabezas se ensucia, se rompe o se desgasta, genera problemas en las señales. Dependiendo de la cabeza dañada, las alteraciones pueden ser desde una imagen defectuosa hasta la carencia de audio Hi-Fi. Si se presenta uno de estos problemas, es indispensable sustituir ambas cabezas de video. Para extraerlas, en las videograbadoras convencionales sólo es necesario retirar unos tornillos que sujetan al tambor, así como algunos puntos de soldadura. Sin embargo, el modelo más reciente de la marca Panasonic implementa una modificación en la colocación del tambor, como explicaremos enseguida.

Figura 2 El movimiento del Switch es activado por una señal de onda cuadrada que proviene del servomecanismo. Cabezas de video CH1

CH2 RF SWP

SD420 de Panasonic, existe una pequeña placa que cubre la parte superior del tambor; justamente en esta placa se aloja el motor (figura 3). Aparentemente, este cambio no es un obstáculo para el cambio de cabezas. Pero si lo llega a ser, puede recurrirse a algunos tips que contribuyen a realizar el procedimiento con mayor seguridad y rapidez. Para remover el tambor, es imprescindible desconectar los cables que alimentan al motor y retirar la placa de la unidad stator; para esto, retire los dos tornillos que se encuentran en el interior de la unidad rotor (figura 4). Enseguida quite los tornillos que se observan en la figura 5, los cuales son los que propiamente fijan la unidad rotor; extraiga esta pieza. Y es justamente aquí donde podría usted tener problemas.

Cambio de cabezas de video en grabadoras modelo NV-SD420 La modificación principal en este modelo, radica en la posición del motor. En todas las videograbadoras anteriores, el motor se encuentra debajo del tambor; pero en el modelo NV-

Figura 3

ELECTRONICA y servicio

33


Figura 4

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

encuentran montadas las cabezas de video (figura 7A y 7B). En la figura 8 vemos el transformador rotatorio, donde se encuentra montado el tambor que sirve de acoplamiento para la señal de las cabe

Figura 5

34

ELECTRONICA y servicio


INSTALACION DE AUTOESTEREOS, ECUALIZADORES Y AMPLIFICADORES DE AUDIO Guillermo Palomares Orozco

Prácticamente los auto-radios han desaparecido de los automóviles, para dar paso a equipos de alta fidelidad en los que se incluyen el radio mismo, el reproductor de cassettes, el reproductor de CD y el ecualizador, entre los más importantes. En este artículo, vamos a describir los aspectos prácticos de la instalación de estos modernos aparatos; para ello, explicaremos cómo instalar las bocinas, las conexiones eléctricas, el equipo reproductor en sí y el ecualizador, haciendo énfasis en algunos problemas que se pueden suscitar durante estas tareas. 38

ELECTRONICA y servicio

La acústica en automóviles Es importante considerar que una buena acústica en un sitio tan cerrado como la cabina de un automóvil, no depende sólo de aspectos técnicos, sino también de tipo ambiental. El hecho de que el técnico tenga un conocimiento mínimo de estas limitantes, le permitirá elegir las condiciones técnicas más apropiadas para incrementar la calidad en la reproducción del sonido. El espacio reducido de los automóviles modernos, la ubicación lateral del conductor, los ruidos del automotor y las interferencias por líneas de alta tensión, lluvia y otros fenómenos naturales, son algunas de las condiciones ambientales que disminuyen una percepción adecuada del sonido. Por otro lado, las restricciones de tipo técnico se presentan al limitarse la reproducción por


Figura 1 En los dibujos puede apreciarse la difusión de las ondas sonoras según el lugar del coche en que estén instalados los altavoces y según el número de éstos que se hayan colocado. No hay que olvidar que si se colocan sólo delante, los pasajeros de atrás exigirán mayor volumen de sonido, lo que puede ser muy molesto para el conductor.

abajo de los 100 Hz, especialmente en el frente de la unidad. También se atenúan las frecuencias por arriba de los 5 KHz, debido a las características de los materiales con que se fabrican los diversos componentes del vehículo; además, existe una alta direccionalidad de los tweert’s (altavoces para frecuencias altas y tonos agudos). Para corregir estos defectos, se han ideado múltiples sistemas. El más popular, es el ecualizador encargado de reforzar o disminuir espectros de audio para conseguir un sonido más "natural"; o bien, la colocación de bocinas de buena calidad en lugares estratégicos del auto para obtener un ambiente musical uniforme (figura 1). Existen componentes aún más sofisticados, que mezclan la señal de ambos canales y la entregan retardada entre los 4, 8 y 16 milisegundos hacia un altavoz central localizado en el tablero. Estos sonidos retardados suprimen sonidos indeseables causados por rebotes en el interior del automóvil (figura 2). A pesar de la existencia de condiciones que contribuyen a mejorar la reproducción del sonido (posición fija de los escuchas, condiciones constantes de espacio de audición, ruido de fondo constante), podemos concluir que la respuesta acústica en automóviles es por lo general demasiado pobre, dependiendo de cada modelo.

Consideraciones previas a cualquier instalación Es importante que antes de dar inicio a cualquier tipo de maniobra en el vehículo, considere ciertas reglas mínimas de seguridad para evitar percances. Dentro de las herramientas básicas, es indispensable un extintor. Como sabemos, la batería de un auto puede entregar corrientes de hasta 500 amperios; es decir, fácilmente se pueden incendiar alfombras o asientos de la unidad.

Canal central

Canal derecho

Canal derecho Bajo

Canal izquierdo

Canal derecho

Canal derecho

Canal izquierdo

Figura 2

ELECTRONICA y servicio

39


La batería debe desconectarse, para realizar conexiones y verificar que el freno de mano esté colocado; con esto último, se impide que el auto se deslice a causa de alguna pendiente. De igual importancia, es el uso de herramientas adecuadas para evitar romper componentes del vehículo; se recomienda tener mucho cuidado, para no rayar las partes plásticas del tablero o manchar los asientos con grasa al colocar los altavoces en la parte posterior.

Figura 3 También observe si la posición del altavoz será ocultada por el asiento o las piernas del conductor y los pasajeros.

Ventana Superficie de la puerta

Hueco Manija reguladora Hueco

Desarmadores tipo Philips de varias medidas. Pinzas de punta y corte. Puntas de desarmador eléctrico. Multímetro. Punzón para marcar lámina. Sierra caladora para lámina. Limas de desbaste. Lámpara de mano. Taladro eléctrico. Extintor. Pegamento de silicón (se adquiere en donde venden artículos para manualidades). · Cables para bocinas. · Cables de color (para identificar alimentación y tierra).

Instalación de bocinas Generalmente, el usuario desea que se instalen bocinas en las portezuelas delanteras; esto es posible en la mayoría de las unidades. Para comenzar, quite las manijas del elevador de las ventanas; si el auto cuenta con aditamentos eléctricos tales como antena, vidrios, desempañantes, etc., localice la pestaña de seguridad de cada uno de éstos y levántela con un desarmador; así podrá retirarlos, sin el riesgo de romperlos. Marque con un número o una letra tanto la pieza como el lugar del cual la retiró, a fin de facilitar su colocación posterior. Frecuentemente, las puertas están provistas de cavidades o agujeros para poder ajustar el desplazamiento hacia arriba y hacia abajo del cristal de la ventana, y para reemplazar la cade-

40

ELECTRONICA y servicio

Bisagra de la puerta

Hueco

Lista de herramientas básicas del instalador: · · · · · · · · · · ·

Bisagra de la puerta

Hueco

Engranaje de la puerta Hueco Hueco

Tape la apertura y cierre la puerta Recuerde que algunas partes pueden entrar en los huecos cuando la puerta está cerrada

na del sistema. Dichos agujeros son visibles cuando la tapa de la puerta ha sido removida (figura 3). Puede utilizar estas cavidades para el montaje de los altavoces, cuyas características dependerán del gusto y presupuesto del usuario; de cualquier forma, recomendamos el uso de bocinas coaxiales o triaxiales. Casi por regla general, en la parte trasera del auto se colocan dos bocinas redondas u ovaladas (llamadas de 6 x 9 pulgadas), justo abajo del cristal posterior para aprovechar el "baffle" formado por la cajuela (figura 4). Sin embargo, muchos automóviles no cuentan con las perforaciones para instalar estas bocinas; entonces tendrá que hacerlas usted mismo. Con el punzón, marque un círculo que servirá de guía para cortar el metal y dar forma a las cavidades en que entrarán las bocinas; procure que el diámetro dibujado sea menor al tamaño de las bocinas, para que le sea más fácil ajustar éstas. Proceda entonces a cortar el metal con una segueta (manual o eléctrica). Sea muy cuidadoso en esta operación, ya que una rebaba de metal caliente puede estrellar el medallón del automóvil. Para conectar las bocinas al equipo de sonido, levante el extremo de la alfombra. A veces es necesario retirar los asientos para maniobrar mejor; o puede pasar el cable por las partes plásticas laterales de las portezuelas.


Figura 4 Corte esquemático de un altavoz empotrable para el automóvil: 6

Cortesía: Pionner

5

de trabajo, ANTES de realizar cualquier movimiento. Así se comprobará que no tenga daños, y se evitarán sorpresas desagradables cuando ya tenga todo el tablero y los asientos desmontados.

Conexiones eléctricas La disposición clásica de colores en el cableado para autoéstereos es la siguiente (figura 5):

3 2

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

La colocación del equipo reproductor de audio En la actualidad, casi todos los automóviles tienen dispuesto un lugar para el equipo de sonido. Quizá sea necesario colocar un adaptador al frente, cuando no exista compatibilidad entre las características de nuestro equipo y el radio originalmente instalado; esto es frecuente en automóviles Ford o Chrysler. Algunos modelos como el Tsuru austero de Nissan, no incorporan de fábrica un equipo reproductor de cintas; pero al remover la tapa del panel de instrumentos, se localizan los cables que viajan hasta la parte trasera para las bocinas opcionales; con esto, ya no hay que poner cableado trasero. El equipo reproductor de audio debe quedar en una posición idónea, accesible a la mano del conductor, pero que de ninguna manera interfiera con los controles del vehículo. Una clave para tener éxito en la colocación de autoestéreos, radica en dejar éstos firmemente sujetos al tablero. Utilice la tira de metal que viene con cada aparato, para sujetarlo al chasis del auto. En los equipos desmontables, doble hacia adentro las lengüetas del riel; en aparatos fijos, apriete con firmeza las tuercas del frente. Una buena estrategia para prevenir problemas, consiste en probar el equipo en el banco

-

Rojo: alimentación. Negro: tierra. Amarillo: back up (respaldo de memoria). Azul: Antena eléctrica o señal remoto para el amplificador - Verde, gris, blanco: conexiones de bocinas. Es importante recalcar que NUNCA debe usarse como alimentación una línea que tenga que ver con el funcionamiento de la unidad. Imagine por ejemplo que se conecta en los limpia-parabrisas; si por alguna razón se daña el equipo de audio, el fusible que lo alimenta se fundirá y se verá entonces limitado el uso de los limpiadores. O peor aún, si se conecta en la línea que alimenta a la bobina de alta tensión del motor; si ésta se llega a poner en corto, el automóvil se detendrá; así, de paso, se pone en riesgo al conductor y a los pasajeros. Siempre deberá poner un fusible de 3 a 4 amperios exclusivo para el reproductor de cintas. La alimentación del autoestéreo se tomará de la caja de fusibles del auto, utilizando la línea denominada "accesorios" (ACC). El cable de tierra se debe atornillar firmemente en el chasis del vehículo, raspando la parte donde se quiere hacer la conexión a tierra. El cable de back up se conecta en una línea de alimentación donde no se interrumpa la energía en ningún momento, ya que su propósito es mantener un voltaje de respaldo para la memoria del radio (estaciones pre-seleccionadas, funciones especiales, etc.). En la misma caja de fusibles y con ayuda de un multímetro, busque la línea donde siempre exista voltaje. En el caso de los equipos desmontables, este voltaje carga a una pequeña batería dentro del mismo aparato, permitiéndole guardar los datos hasta por 15

ELECTRONICA y servicio

41


GUIA DE FALLAS Y SOLUCIONES EN SISTEMAS DE COMPONENTES DE AUDIO Armando Mata Domínguez

En este artículo vamos a analizar brevemente las principales secciones de un sistema de componentes de audio, destacando los aspectos digitales de su operación. En cada caso se explican las fallas más comunes en estos equipos, así como las soluciones que en nuestra experiencia hemos observado; pero no pretendemos establecer una receta entre falla y solución. Es importante considerar que, puesto que a los sistemas de componentes de audio se les han agregado secciones digitales, es necesario seguir algunas precauciones en el manejo de los circuitos integrados, por ser éstos de la familia MOS.

Generalidades sobre los sistemas de componentes de audio La estructura básica de estos equipos es suficientemente conocida por estudiantes y técnicos en servicio electrónico. De hecho, las secciones son las mismas que las de un radiorreceptor: sección conversora de radiofrecuencia, etapa de frecuencia intermedia, detectores de AM y de FM, y amplificador de audiofrecuencia. Dichos circuitos son polarizados o alimentados por la fuente de alimentación. En los componentes y minicomponentes de audio, cada una de estas secciones se modifica con el agregado de circuitos digitales; con éstos, se consiguen prestaciones adicionales que hacen al aparato más versátil y atractivo para el usuario. Obviamente, incluyen unidades de grabación y reproducción de cinta (los populares decks), reproductor de discos compactos y ecualizador, entre los módulos más importantes.

ELECTRONICA y servicio

45


Figura 1

Módulo sintonizador de F.M. Salida de FI 5.1 de 10.7 MHz.

C183 0.0047

12 IF OUT

FRONT END PACK

M FRONT END C.B.

GND 3

GND

GND

GND

FM OSC

6

VT

7

FM +B

FM

75Ω 300Ω

GND 4

13

5

10

2

2

1 CON15 C159 0.01

R169 1K

C149 Entrada de voltaje de sintonía

bandas de AM, FM y, en algunos modelos, la sintonización de la banda de onda corta. En la mayoría de aparatos, dicha sintonización se logra con sólo presionar las teclas Up/ Down ubicadas en el panel frontal, y auxiliándose con las indicaciones del display. En algunos casos la sintonización se hace con las teclas de memoria, en las que se han grabado previamente las estaciones seleccionadas por el usuario; esta

TC102

24P

R175

R176

CLOCK FREQ ADJ

4

3

15

16

14

T.BASE

9

10

11

13 VHF L

8

4 0

17

AM L

7

3

18

P OUT

6

2

19

FM L

MUTE

5

1

0

C168

C167

AM IN

2SC1815Y

C161 220P

FM IN

2.4 C118

VDD

270

CLK

R118

Q104

EO

30P

S

DATA

Q105

TC 102

20

G

G

ISS 133

5

21

X OUT

D

22

CE

R116 5.6K

23

24

X IN

0.01

X101 7.2M

VT

C169

2SK 246Y

100 Q104, Q105 PLL LPF 2SA1Q15(GR)

0.01

R119

12 D10

0

R174

C116 4.7/50

470/63

R117 1K

C163

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

VHF H/L

Sección conversora de radiofrecuencia

100P

Analicemos brevemente cada una de las secciones, enfatizando en qué consisten los agregados digitales y las fallas comunes que se presentan.

2

4.7K X3

Línea de alimentación

EO

Terminales de antena aérea

IC103 LC7217 PLL

1881

5 (POWER ON) 1

7

Figura 2

46

ELECTRONICA y servicio


C112

10/16

AM IF ADJ C142 0.01 C157 10/16

C120

0.01

330P C174

+B

1.3 R100 27K

C129

R109 R11

33K

6.8K

3.9K

R120

2.2/50

R43 330K

10K

1K

0.018(M)

C121

R122 15K

10/16

C135

R110

R121

R103 3.3K

12

2SC945LP Q101

C113

C11 0.01

L 105 CFLZ 450 AM CFT

C141 0.01

1.5

1.1

1.5

13

14

15

0.01

2

3.3

9.3

8.3

SD ADJ

16

C119 10K

3.9

AGC 17

18

3.3/50

2.7

AM RF 19

11

LED DRIVE

AM DET

4.7/50

20

10

S. METER AM IF

9.4

REG 21

9

8

S.CURVE AM MIX

BUF

7 POST AMP

Q.D.

AM ASC

22 1.6

6

5

4

LEVEL DET

2.2/50 3.6

IF

LEVEL DET

5.5

R113

3

C144

C115

2 FM

IC101 LA1265

C126 0.1/50

1

R108 9.4

C107

C106

1.01

R105 4.7K

L4

C109 22/16 C110

QUAD (S)

L3

R106 8FU450 82

QUAD (P)

En la actualidad, los circuitos selectores complementarios de la sección en cuestión, están conformados por bobinas y varicaps. Por lo tanto, la unidad se diagnostica de manera similar al sintonizador de canales de un televisor; esto se debe a que la selección de estaciones se logra mediante la modificación del voltaje de sintonía

CF 102

forma de sintonización, también puede realizarse con el control remoto. En el caso de la banda de FM, la sección está compuesta por un amplificador de RF, un circuito oscilador y un mezclador, los cuales quedan integrados en un módulo denominado "sintonizador" (figura 1).

AM AMP

0.01 +B

IC FM IF DET AM OSC IF DET

CLOCK ADJ TP103 C114 0.01

1 1

AM TRACKING ADJ

AM VT ADJ C150 470P(PP)

L 101 AM A

OSC L5

R102 100K

TC101 30P

KV 1260

C151 24P

C105 0.01

D101

360

C172 0.01/50

R101

D102 1SS133

AM

Figura 3

ELECTRONICA y servicio

47


(terminal VT del módulo) dentro de un rango de variación de 2.8 a 7.8 voltios. Esta variación es el resultado de la operación de un circuito PLL, mismo que actúa cada vez que se presiona una de las teclas SINT+ ó SINT-. Como es de suponerse, el microprocesador forma parte del circuito, razón por la cual al proceso se le denomina “sintonía digital”. A dicho proceso lo podemos sintetizar de la siguiente manera: cada vez que se presiona cualquiera de las teclas de sintonía, el microprocesador recibe la orden de entrada y, dependiendo del resultado, distribuye órdenes de salida hacia el circuito PLL y hacia el display. El circuito PLL, formado por IC103 en el circuito que se muestra en la figura 2, recibe las señales DATA, CLOCK y CIRCUIT ENABLE provenientes del microprocesador, para realizar entonces una división programable y una comparación de frecuencias. Se obtiene así el resultado en la terminal 21 de IC103, siendo una variación de décimas de voltio lo que determina el grado de conducción de Q105 y Q104; con esto, se modifica el voltaje de sintonía (VT). El complemento para que se logre el trabajo del sintonizador en FM, es la conexión de la antena aérea y el voltaje de polarización proveniente de la fuente de alimentación. La sintonización de AM se logra de igual manera, previa conmutación de la terminal 14 de IC103. Sin embargo, la sección sintonizadora se ubica fuera del módulo de FM; sólo una parte de

la misma queda dentro del circuito de integrado de frecuencia intermedia IC101 (figura 3). Al mismo tiempo que salen las señales de sintonía DATA, CLOCK y ENABLE, el microprocesador entrega información al display para que éste indique al usuario la banda y estación sintonizadas. Para memorizar estaciones, primero se presiona cualquiera de las teclas MEM ubicadas en el panel frontal del equipo (figura 4) y enseguida se elige una estación; para borrar esta selección, se vuelve a presionar la misma tecla MEM. La operación del circuito se logra a través de IC851, el cual, como podrá observar en la figura 5, es el microprocesador asociado al display y al teclado. El microprocesador contiene un circuito de memoria que permite almacenar algunas funciones, tales como la programación de la hora, la programación de timer para el apagado o encendido programado y la memorización de estaciones. En lo referente a las estaciones memorizadas, las órdenes de sintonización se obtienen mediante las líneas DATA CLOCK y ENABLE, que parten del microprocesador, con el simple hecho de presionar cualquiera de las teclas MEM (previa programación por parte del usuario). Las fallas que típicamente se presentan en la sección de sintonía son las siguientes:

Falla 1: No es posible la selección de estaciones Primeramente, determine si el problema está en la sección de sintonía. Para ello, presione la tecla SINT+ o la SINT-; si observa que no existe cambio de dígito en el display, significa que el problema puede estar en el microprocesador; de lo contrario, la causa puede ser:

Figura 4

48

ELECTRONICA y servicio

a) Circuito PLL IC103 dañado (figura 6). Existen señales DATA, CLOCK y ENABLE provenientes del microprocesador, pero no cambia el voltaje de sintonía en la salida del circuito PLL. b) Transistor FET Q105 excitador abierto (figura 7). Existe cambio de voltaje de sintonía en la salida del circuito PLL, pero no hay cambio de VT en el sintonizador.


Figura 5

ELECTRONICA y servicio

49


Figura 6

R117 1K

C116 407/50

R119

R175

14

13

VHF L FM L

9

10

11

12

0

0

3

c) Módulo sintonizador dañado (figura 8). Hay cambio del voltaje VT, pero no existe selección de estaciones.

15

AM L

8

16

P OUT

AM IN

MUTE

7

4

17

VHF H/L

FM IN 6

3 0

18

T.BASE

VDD 5

2

4

Falla 2 Sintonización con falta de selectividad (se sintoniza pero con ruido y fuera de cuadrante)

EO

C161 1 220P

24P

TC102 CLOCK FREQ ADJ

19

CLK

2SC1015Y

20

R174 4.7K X3

2.4 C118

21

R176

R118 270

Q104

22

G

30P

23

EO

Q105

24

CE

S

TC 102

DATA

0.01

G

X OUT

D

X IN

R116 5.6K

X101 7.2M

C169

2SK 246Y

100

IC103 LC7217 PLL

2

5 (POWER ON) 1

7

la sulfatación provoca este problema. La solución más confiable consiste en reemplazar el dispositivo.

Sección de frecuencia intermedia y detectores de AM y FM

Al respecto, las causas más comunes son: a) Trimer TC102 desajustado (figura 9). Existe cambio de voltaje de sintonía, pero la estación sintonizada no coincide con el valor que se muestra en el display. b) Sintonizador dañado (figura 10). Aunque existen todas las condiciones de funcionamiento,

R117 1K

En esta nueva generación de equipos, la sección de frecuencia intermedia queda incluida en un circuito integrado; éste contiene las secciones para las diferentes bandas de sintonización, complementándose con algunos circuitos selectores externos formados con base en bobina y capacitor -aunque otros son del tipo cerámico- (figura 11).

C116 407/50 R119

8

AM L

7

VHF L

6

FM L

AM IN

5

P OUT

0

MUTE

4

FM IN

3 0

EO

2 0

13

VHF H/L

24P

2.4

15 14

T.BASE

TC102 CLOCK FREQ ADJ

C161 1 220P

VDD

C118

2SC1015Y

CLK

Q103

R115 8.2K

R118 270

Q104

EO

FM +B

30P

DATA

R114 47K

Q103 FM/AM

Q105

21 20 19 18 17 16

G

S

TC 102

CE

G

X OUT

D

2.5 24 23 22

X IN

R116 5.6K

0.01

X101 7.2M

VT

C169

2SK 246Y

100 Q104, Q105 PLL LPF 2SA1015(GR)

9

10

11

12 D1

Figura 7

50

ELECTRONICA y servicio

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