E
l plasma y el LCD revolucionaron la producción de televisores planos de pantalla grande ya que no sólo mejoran la calidad de la imagen, sino que suponen un importante ahorro en el consumo de energía. Por otro lado, el campo de visión se ha ampliado hasta 170 grados con relación al plano de la pantalla sin que haya distorsiones, lo que implica que no importa desde dónde se mire la pantalla, la imagen siempre se ve perfectamente mientras esté frente a ella. En el tomo de colección anterior explicamos el funcionamiento de una pantalla de plasma, ahora le toca el turno a un LCD con todo lo que este TV/Monitor tiene en su interior. Por supuesto que, por el poco espacio disponible, no pretendemos más que presentar “el problema” para que Ud. sepa a qué atenerse. atener se. Además daremos una amplia información sobre un nuevo estándar de conexión llamado HDMI que está generando múltiples problemas de servicio por falta de conocimiento. LCD (Liquid Crystal Display) son las siglas en inglés de Pantalla de Cristal Líquido, dispositivo inventado por Jack Janning, quien fue empleado de NCR. Para que el lector “entre en tema” este tipo de pantallas consiste en un sistema eléctrico de presentación de datos formado por 2 capas conductoras transparentes y en el medio se coloca un material especial cristalino (cristal líquido) que tienen la capacidad de orientar la luz a su paso. El líquido de un LCD está entre dos placas de vidrio paralelas con una separación de unos micrones. Cuando la corriente circula entre los electrodos transparentes con la forma a representar (un punto, una raya o simplemente una imagen) el material cristalino se reorienta alterando su transparencia. El LCD modifica la luz que llega al electrodo. Dependiendo de la polarización que se esté aplicando, el LCD reflejará o absorberá más o menos luz. Cuando un segmento recibe la tensión de polarización adecuada no reflejará la luz y aparecerá en la pantalla del dispositivo
como un segmento oscuro. Las placas de vidrio tienen electrodos especiales que definen, con su forma, los símbolos, caracteres, etc. que se visualizarán. La superficie del vidrio que hace contacto con el líquido es tratada de manera que induzca la alineación de los cristales en dirección paralela a las placas. Esta alineación permite el paso de la luz incidente sin ninguna alteración. Cuando se aplica la polarización adecuada entre los electrodos, aparece un campo eléctrico entre estos electrodos (campo que es perpendicular a las placas) y esto causa que las moléculas del líquido se agrupen en sentido paralelo a este (el campo eléctrico) y cause que aparezca una zona oscura sobre un fondo claro (contraste positivo). De esta manera aparece la información que se desea mostrar. Como puede observar, el tema no es ni “fá- cil ni complicado”… Si ha comprendido lo que acabamos de mencionar, aún sin gráficos ni figuras que apoyen este texto, entonces estará en condiciones de leer este manual y entender cómo funcionan las pantallas de LCD a los efectos de encarar el mantenimien mantenimiento to y la reparación de estos dispositivos. Como en el tomo anterior, en este caso tam- bién hemos seleccionado bibliografía de elec- trónica como una segunda parte de este tomo de colección. Con esto pretendemos que Ud. “se interese” por otros temas y que si realmen- te desea ampliar sus conocimientos pueda diri- girse a nuestra web para descargar material adicional. En suma, este tomo de colección no sólo le permite comprender qué son las pantallas de plasma sino que le brinda la oportunidad de leer otros temas y descargar más de 500MB de información sobre Televisores de Plasma entre Manuales de Servicio, Planos (diagramas) de Circuitos, Fotos, Tips de Reparación, etc.
E
l plasma y el LCD revolucionaron la producción de televisores planos de pantalla grande ya que no sólo mejoran la calidad de la imagen, sino que suponen un importante ahorro en el consumo de energía. Por otro lado, el campo de visión se ha ampliado hasta 170 grados con relación al plano de la pantalla sin que haya distorsiones, lo que implica que no importa desde dónde se mire la pantalla, la imagen siempre se ve perfectamente mientras esté frente a ella. En el tomo de colección anterior explicamos el funcionamiento de una pantalla de plasma, ahora le toca el turno a un LCD con todo lo que este TV/Monitor tiene en su interior. Por supuesto que, por el poco espacio disponible, no pretendemos más que presentar “el problema” para que Ud. sepa a qué atenerse. atener se. Además daremos una amplia información sobre un nuevo estándar de conexión llamado HDMI que está generando múltiples problemas de servicio por falta de conocimiento. LCD (Liquid Crystal Display) son las siglas en inglés de Pantalla de Cristal Líquido, dispositivo inventado por Jack Janning, quien fue empleado de NCR. Para que el lector “entre en tema” este tipo de pantallas consiste en un sistema eléctrico de presentación de datos formado por 2 capas conductoras transparentes y en el medio se coloca un material especial cristalino (cristal líquido) que tienen la capacidad de orientar la luz a su paso. El líquido de un LCD está entre dos placas de vidrio paralelas con una separación de unos micrones. Cuando la corriente circula entre los electrodos transparentes con la forma a representar (un punto, una raya o simplemente una imagen) el material cristalino se reorienta alterando su transparencia. El LCD modifica la luz que llega al electrodo. Dependiendo de la polarización que se esté aplicando, el LCD reflejará o absorberá más o menos luz. Cuando un segmento recibe la tensión de polarización adecuada no reflejará la luz y aparecerá en la pantalla del dispositivo
como un segmento oscuro. Las placas de vidrio tienen electrodos especiales que definen, con su forma, los símbolos, caracteres, etc. que se visualizarán. La superficie del vidrio que hace contacto con el líquido es tratada de manera que induzca la alineación de los cristales en dirección paralela a las placas. Esta alineación permite el paso de la luz incidente sin ninguna alteración. Cuando se aplica la polarización adecuada entre los electrodos, aparece un campo eléctrico entre estos electrodos (campo que es perpendicular a las placas) y esto causa que las moléculas del líquido se agrupen en sentido paralelo a este (el campo eléctrico) y cause que aparezca una zona oscura sobre un fondo claro (contraste positivo). De esta manera aparece la información que se desea mostrar. Como puede observar, el tema no es ni “fá- cil ni complicado”… Si ha comprendido lo que acabamos de mencionar, aún sin gráficos ni figuras que apoyen este texto, entonces estará en condiciones de leer este manual y entender cómo funcionan las pantallas de LCD a los efectos de encarar el mantenimien mantenimiento to y la reparación de estos dispositivos. Como en el tomo anterior, en este caso tam- bién hemos seleccionado bibliografía de elec- trónica como una segunda parte de este tomo de colección. Con esto pretendemos que Ud. “se interese” por otros temas y que si realmen- te desea ampliar sus conocimientos pueda diri- girse a nuestra web para descargar material adicional. En suma, este tomo de colección no sólo le permite comprender qué son las pantallas de plasma sino que le brinda la oportunidad de leer otros temas y descargar más de 500MB de información sobre Televisores de Plasma entre Manuales de Servicio, Planos (diagramas) de Circuitos, Fotos, Tips de Reparación, etc.
SUMARIO Funcionam Func ionamiento iento de las Pant Pantallas allas TFT LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Diagrama en Bloques de una Pantalla LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Diagrama Diagr ama en Bloque Bloques s del Panel Panel LCD
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Pantallas de Cristal Líquido con Transistores Transistores TFT TFT . . . . . . . . . . . . .8 Iluminació Ilumi nación n Posterior Posterior de de una Pantall Pantalla a LCD . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Inversores Comerciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El TV Monito Monitorr Panasonic Panasonic LX650 LX6500 0
15
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Reparación de Pantallas Pantallas Planas de LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Procedimie Proce dimiento nto de Ajust Ajuste e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Reparaciones Comunes Comunes en Pantallas de LCD . . . . . . . . . . . . . . .27 La Interfase Interfase Digita Digitall HDMI
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Conclusión Final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 Descargue Más de 500MB en Manuales, Diagramas, Circuitos, Fotos, Tips, etc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Director de la Colección Club SE Ing. Horacio D. Vallejo
Director Club Saber Electrónica: Luis Leguizamón
Jefe de Redacción: Pablo M. Dodero
Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo
Autor de esta edición: Ing. Alberto H. Picerno y otros.
Coordinador Internacional José María Nieves
Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina
Publicidad Argentina: 4301-8804 - México: 5839-5277
Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo
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Pantallas planas : televisores LCD / Alberto Picerno...[et.al.]. Picerno...[et.al.]. ; dirigido por Horacio D. Vallejo. - 1a ed. Buenos Aires : Quark, 2008. 80 p. ; 28x20 cm. ISBN 978-987-623-054-4 1. Electrónica. I. Vallejo, Horacio D., dir. CDD 621.381
Club Saber Electrónica Nº 43. Fecha de publicación: JULIO de 2008. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804 (005411-43018804), ), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (00525558395277), con Certificado Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – MonMontevideo, 901-1184 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector lector,, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004
Principio de Funcionamiento de las
Pantallas de LCD Introducción
El tomo anterior de la Colección Club Saber Electrónica se ha dedicado a explicar el funcionamiento y la reparación de las pantallas de plasma. En dicha edición se ha mencionado que no todas las “pantallas planas” usadas para ver televisión son iguales, que en principio actualmente hay dos tecnologías que compiten: LCD (en realidad TFT LCD) y Plasma y tanto sus características como el funcionamiento, son diferentes. TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) es una variante de pantalla de cristal líquido (LCD) que usa tecnología (TFT) de transistor de película delgada para mejorar su calidad de imagen. Las LCD de TFT son un tipo de LCD de matriz activa, aunque esto es generalmente sinónimo de LCD. Son usados en televisores, visualizadores de pantalla plana y proyectores. En la computación, los monitores de TFT están desplazando la tecnología de TRC compitiendo rápidamente, y están comúnmente disponible en los tamaños de 12 a 30 pulgadas. Dando una explicación sintética, las pantallas de Plasma funcionan con una matriz de pequeñas celdas llenas de gas, que están entre paneles de vidrio. Cada píxel o punto de imagen tiene fósforos con los tres colores básicos (RGB). La pantalla se activa cuando una descarga eléctrica llega al gas, de modo de liberar luz ultravioleta que excita los fósforos RGB. Luego, como sabemos, la sumatoria de píxeles forma la imagen que vemos en pantalla. En las pantallas LCD (Cristal líquido) se emplea una tecnología más moderna, que también es usada en cámaras digitales, pantallas de computadoras, de teléfonos celulares, etc. Su funcionamiento se basa en una fuente luminosa proyectada desde detrás de la pantalla y que atraviesa una solución formada por cristales líquidos microscópicos. La solución está contenida entre dos paneles polarizados. Un impulso eléctrico
modifica la manera en que estos cristales se orientan, determinando el color de cada punto o píxel y, por tanto, la imagen final que vemos, figura 1. Los televisores de Plasma muestran imágenes más reales y tridimensionales, en las cuales se ven mejor las sombras y el color negro. Los de LCD tienen 4 veces más brillo y contraste. Pero la mayoría de los modelos muestran los negros en gris (no se consiguen negros perfectos). La vida útil estimada de un TV de plasma es de unas 30.000 horas, mientras que un LCD puede durar (antes de quemarse) 50.000 horas. Hace ya mucho tiempo que las pantallas de LCD se utilizan como monitores de PC. Su pequeña profundidad las hace indispensables cuando el usuario no posee mucho lugar como cajas de bancos, mostradores de atención al público, etc.
Figura 1
Como fabricar pantallas de 15” con relación de aspecto de 4/3 es lo ideal con referencia al costo de la pantalla, es una decisión muy lógica darles ese uso. Pero desde hace un par de años, los fabricantes de LCD comenzaron a bajar los costos y lograron realizar pantallas competitivas con las de plasma hasta en tamaños de 43” con relación de aspecto de 16/9. De ese modo, el nicho de mercado de los plasmas está desapareciendo poco a poco y el usuario de pantallas de TV/monitor tiene la posibilidad de optar de acuerdo a su gusto y a su bolsillo. Las pantallas LCD de hace una década tenían un problema muy grave que prácticamente las limitaba a un uso donde no existía alternativa, como por ejemplo las “notebooks” primero y las “palms” después junto con todos los dispositivos de grabadores de video o cámaras fotográficas que tenían visor electrónico: el ángulo de observación; prácticamente eran pantallas para un solo observador colocado frontalmente a la pantalla. Un poco que se corría la cabeza ya era suficiente para que la pantalla se oscureciera. El gran salto a la función de TVs para ser observados por varios usuarios fue dado con la invención de los LCDs de matriz activa también llamados LCD TFT o TFT-LCD que significa “Liquid Cristal Display-Thin Film Transistor” que es una variante de pantalla de cristal líquido (LCD) que usa tecnología TFT o de transistor de película delgada para mejorar su calidad de imagen. Las LCD de TFT son un tipo de LCD de matriz activa, aunque esto es generalmente sinónimo de LCD. Estas pantallas son preferidas porque son livianas, no presentan radiaciones nocivas por trabajar con baja tensión, son más durables y menos frágiles y poseen contrastes y brillo inigualables porque ellas sólo se comportan como una llave de luz. La iluminación la provee un dispositivo que se encuentra atrás de la pantalla y que puede tener una elevadísima iluminación imposible de soportar a simple vista, como en el caso de los vulgarmente llamados cañones (monitor de proyección) utilizados hasta hace un par de años atrás (actualmente utilizan una técnica llamada de microespejos). En contra de las LCDs podemos decir que sus colores no son idénticos a los del TRC, como es el caso del plasma. Esto tiene una gran importancia porque el público está acostumbrado a los colores del TRC debido a que era lo único que observó durante 20 años y esos colores sólo los tiene el plasma. Esto no significa que los colores del LCD sean deslucidos o poco saturados; simplemente significa que son colores con un matiz levemente diferente; el usuario promedio no puede decir el por qué, pero a él los colores del plasma le resultan naturales y los del LCD no. El otro problema es que una pantalla LCD es más difícil de fabricar que una pantalla
de plasma porque requiere el empleo de microfotografías y procesos similares a los que se utilizan para fabricar CIs y que la otra tecnología no necesita. Por lo tanto deberemos aprender a reparar ambas tecnologías por igual porque seguramente compartirán el mercado por muchos años y nunca podremos decir cuál es mejor pues el usuario terminará siempre optando por intuición y su decisión se inclinará hacia uno u otro lado más allá de las recomendaciones que podamos realizarle. No quiero terminar esta introducción sin mencionar una discusión que se produce cada ves que irrumpe una nueva tecnología en un país de América. Cual será el nivel al que llegará la reparación. ¿Un LCD se reparará a nivel de componentes o só- lo llegaremos a reparar a nivel de plaqueta?
No puedo decir cómo será en toda América, pero en Argentina las empresas se están preparando para reparar a nivel de componentes en forma progresiva, porque dudan de que dentro de 5 años las empresas proveedoras sigan fabricando plaquetas para service. Nuestro mercado es muy especial porque un usuario no puede cambiar su LCD cada 5 años; seguramente va a requerir que su equipo le brinde un servicio por mucho más de 5 años, recordando que los primeros TVs color que aparecieron en Argentina en el año 1980, aún siguen prestando un servicio eficiente 27 años después de ser fabricados. Diagrama en Bloques de una Pantalla LCD
Un LCD tiene muchas cosas en común con un plasma. Ambos se basan en una pantalla con una gran cantidad de píxeles ubicados formando una matriz de filas y columnas. Esos píxeles tienen además tres sub-píxeles correspondientes a los colores rojo, verde y azul. Los sub-píxeles se direccionan según un modo de búsqueda por intersección de fila y columna y finalmente cada color se excita separadamente con una intensidad adecuada que es la que finalmente se transmite al ojo. Lo que varía de un tipo de pantalla a otra es el modo en que se genera la luz de cada color, pero el principio del direccionamiento es único para las dos tecnologías. También se parecen enormemente en lo que podemos llamar cabeza de captación de las señales. Igual que con el plasma, el criterio de los fabricantes va variando con el tiempo. En un principio la pantalla contaba con su correspondiente sintonizador de TV analógica; pero en estos tiempos de TDT libre o codificada ese dispositivo va teniendo cada vez menos preponderancia; se transforma en un dispositivo complejo que maneja tanto señales analógicas como digitales o en la mayoría
de los casos, las pantallas se van transformando en simples monitores que muestran las señales captadas por sintonizadores externos, cualquiera sea éste. En el momento actual las fuentes de programa para una pantalla LCD de 16/9 apta para HDTV son innumerables y cada usuario utiliza su pantalla según sus preferencias personales. Comenzando por lo mejor podemos nombrar las trasmisiones de HDTV satelitales o terrestres de acuerdo a cada país y en donde no existe aún el servicio, la posibilidad de ver discos “blu ray” que ya se consiguen en casi todos los videoclubes de América. Luego le siguen las transmisiones de definición mejorada por cable, aire o satélite de tipo digital codificadas o libres y donde no existe aún este servicio, la reproducción de un DVD de video o un casette de super VHS. Luego las transmisiones analógicas por aire o cable y el ya casi obsoleto videograbador VHS o BETA. Para entender cómo funciona un LCD lo mejor es explicarlo tal como es nuestra costumbre con diagramas en bloques, desde los mas genéricos hasta los más específicos, comenzando con el ofrecido en la parte superior de la figura 2. Si Ud. comprende el funcionamiento de este diagrama en bloques general ya tiene ganada una buena parte de la partida. Para tratar el caso más general dibujamos un diagrama de un TV. Es decir que nuestro equipo tiene un completo sintonizador que puede ser solo el analógico clási-
co o tener también la posibilidad de decodificar señales digitales libres de TDT. El sintonizador es la fuente primaria de señales por defecto, pero el usuario puede seleccionar alguna otra señal alternativa que ingrese directamente por el panel trasero o delantero. La placa encargada de estas funciones de conmutación es, precisamente, la placa microprocesadora principal. La función de la Placa escaladora o Scaler es fundamentalmente la de escalar todas las señales de entrada a la resolución del panel LCD escogido. Esto es, tomar las señales analógicas o digitales que entrega la Placa de TV o una PC o cualquier otra entrada y adaptarlas como para excitar la matriz LCD que ahora usamos como elemento de formación de imágenes en el TV. Por ejemplo, el panel de 16/9 puede corresponder a una matriz de 1024 x 1024 píxeles y nosotros podemos estar
Figura 2 - Distribución de un chasis típico de 17”.
Diagrama en bloques general .
Figura 3 - Distribución de un chasis típico de 23” 16/9.
observando la señal de una PC con definición de 1024 x 512 píxeles y relación de aspecto de 4/3. Es evidente que faltarán 512 líneas de exploración. La placa escaladora no puede crear la información inexistente pero puede recrearla repitiendo información de una línea en dos contiguas. Ella digitalizará la señal de la PC y guardará los parámetros de cada sub-píxel de un campo completo en la memoria. Posteriormente leerá la memoria y repetirá el valor de los píxeles que se encuentren uno arriba del otro. De ese modo transformará las 512 líneas de campo de la imagen de la PC en 1024 valores adecuados para recorrer su pantalla. Es decir que generó 512 x 1024 = 524.248 nuevos píxeles. Nosotros tomamos un ejemplo sencillo pero no es tan fácil recrear los píxeles. En muchos casos el scaler deberá resolver complicadas operaciones matemáticas para asignarle valor a cada píxel, pero siempre generará una señal de salida adecuada para la matriz de la pantalla. En nuestro caso, siempre realizará una exploración de 1024 puntos horizontales por 1024 verticales. El panel llamado Inverter Panel o simplemente inversor será el encargado de generar la alta tensión necesaria para el encendido de los 4, 6 o más tubos fluorescentes existentes dentro del Display LCD. Para encender estos tubos se les debe aplicar una tensión del orden de los 900V eficaces durante al menos 1 seg (tensión de cebado); luego de esto los mismos se mantienen encendidos con una tensión aplicada del orden de los 540V eficaces. En la parte inferior de la figura 2 se puede observar la distribución de un chasis clásico de Philips; el LC02 en su versión de 15 o 17”. En la figura 3 se puede observar la variante para 23” en formato 16/9.
En la misma puede observarse que el TV cuenta con muchas entradas externas adicionales incluyendo entradas para PC, un Sintonizador (capaz de sintonizar inclusive Radio en FM), y un buen amplificador de audio. Se puede observar también la existencia de un panel de control local para la operación de las funciones básicas, y una plaqueta IR/LED en el cuál están el receptor remoto y el LED piloto e indicador de fallas. De todas estas plaquetas sólo la plaqueta LCD no puede repararse por su tipo de construcción a decir de la empresa fabricante. Sin embargo, vamos a ver en el apéndice 2 que la falla más común “sub-píxel o píxel apagado” puede llegar a tener una solución utilizando un software llamado “masajeador de píxeles” y alguna manipulación sobre la pantalla frontal. Diagrama en Bloques del Panel LCD
La denominación de panel LCD tiene diferentes significados de acuerdo al tipo de panel. En los paneles con pocos electrodos significa sólo el panel de cristal liquido con un contacto de salida por cada segmento y un contacto común. En los paneles más complejos se considera dentro del panel a los dispositivos electrónicos encargados de direccionar y excitar los píxeles porque prácticamente se puede decir que las pantallas no se pueden utilizar si no es a través de ellos. En efecto, excitar segmento por segmento significaría para una pantalla de alta definición tanto como 1024 x 1024 = 1.048.576 conexiones, en tanto que excitando a través de un circuito electrónico en forma de fila y columna solo tendríamos unas 2.000 conexiones.
Figura 4 - Diagrama en bloques de una pantalla típica.
En la figura 4 se puede observar un diagrama en bloques de una pantalla LCD típica de 1024 x 768 píxeles. Nosotros tomamos como ejemplo la pantalla LC151X01 que es el Display de Cristal Líquido en base a una matriz activa que usan muchos de los primeros TVs Philips LCD TFT que salieron al mercado. El panel funciona en base a una matriz de transistores planos de silicon amorfo (TFT) como elementos activos. Estos Displays son del tipo transmisivo, es decir que no generan luz por sí mismos, sino que su función es la de permitir o no el paso de una iluminación externa. La fuente de luz proviene de 4 tubos fluorescentes en las pantallas de 4/3 y de 6 en los de 16/9. Este TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Cristal Display) tiene en pantallas de 4/3 un área activa de 15.1” de diagonal con resolución XGA (es decir que es un arreglo de 768 píxeles verticales por 1024 píxeles horizontales). Cada píxel está dividido en sub-píxeles comúnmente llamados “Dots” de color Rojo, Verde y Azul, organizados a modo de tiras verticales. Ver la figura 5. La luminosidad de cada sub-píxel esta graduada según una escala de brillo de 8 bits para cada “Dot”. De este modo se obtienen 256 escalones de gris y por lo tanto 256 x 256 x 256 = 16.78 millones de colores diferentes. A continuación vamos a analizar cómo funciona una pantalla LCD con referencia al direccionamiento y la transparencia del panel correspondiente a cada píxel comenzando por las pantallas históricas sin TFT para terminar agregándolos y explicando la mejora introducida. Un LCD consiste de un cristal inferior, sobre el que se deposita o forma las barras metalizadas transparen-
tes de direcionamiento horizontal y un cristal superior en el cual se alojarán las barras de metal transparente y los filtros de color. El cristal líquido se inyecta entre ambas placas de cristal. Por detrás se coloca una fuente de iluminación fluorescente que hace ingresar la luz a través de un filtro polarizador. Los filtros de color están polarizados a 90º con respecto al filtro polarizador trasero. Toda esta disposición puede observarse en la figura 6. El modo de funcionamiento de esta pequeña sección de una pantalla es muy simple. Observe que se trata de un sandwich de dos láminas de vidrio en cuyo interior se encuentra el cristal líquido. Los vidrios tiene internamente impresas una láminas conductoras transparentes que excitan al cristal líquido y que se comunican con el medio exterior por conductores de alambre formando la clá-
Figura 5 - Píxeles y dots.
Figura 6 - Un pequeño trozo de pantalla LCD.
sica matriz de fila y columna. Debido a esta disposición sólo queda excitado el sector de cristal líquido que tiene la lámina inferior positiva cuando la superior es negativa, cualquier otro píxel queda sin campo eléctrico porque tiene desconectada la lámina superior o la inferior. Ahora vamos a explicar resumidamente cómo hace la luz para avanzar desde los tubos fluorescentes hasta los filtros de color (recuerde que si Ud. desea ampliar este tema puede recurrir a información adicional que puede bajar de nuestra web siguiendo el método que describimos en la página 32). La luz es energía electromagnética y por lo tanto cada cuanto de luz tiene un ángulo de polarización determinado pero distinto a otro cuanto. Cuando esta luz no polarizada pasa por el filtro polarizador, éste orienta los diferentes ángulos de modo que todos los cuantos de energía tienen un ángulo fijo bien determinado. Si el cristal líquido no está polarizado es amorfo y no modifica dicho ángulo, en cambio si se lo polariza su espesor está elegido para que produzca una rotación de 90º. El filtro superior tiene una ángulo de polarización que esta a 90º del inferior y por lo tanto impide que la luz salga hacia fuera cuando no hay campo eléctrico aplicado. En cambio, si el campo eléctrico es pleno, el líquido amorfo se transforma en un cristal y el ángulo de polarización gira 90º. Así se puede entender que salga o no salga luz de la pantalla. ¿Cómo se hace para cambiar la intensidad de la luz?
Existen dos modos, uno simplemente cambia la tensión aplicada a cada porción del panel, ajustando de ese modo la rotación de la luz en un ángulo comprendido entre 0 y 90º. De ese modo la intensidad luminosa de salida varía en forma proporcional a la tensión aplicada. En el otro modo la intensidad de la luz que sale siempre es la
misma; cuando se desea que salga mucha luz se deja el dots excitado durante todo el barrido vertical. Si se desea menos luz se lo deja excitado menos tiempo y si se desea oscuridad total no se excita. Cambiando el tiempo de actividad de cada dots se logra cambiar el color y explorando toda la pantalla se produce un campo de imagen completo. Las dimensiones de un píxel son de 0,2 mm de ancho aproximadamente. La separación de las laminas es considerablemente mayor. De ese modo es difícil evitar que la zona de cristal líquido vecina al dots excitado no se excite también en forma espúria generando un falso color y una iluminación de fondo que reduce el contraste. Para evitar esta falla en la lámina de vidrio interior se imprime un transistor plano (TFT) que opera como llave, de modo que sólo exista un dot conectado mejorando notablemente el color y el contraste. El TFT juega un papel muy importante en el panel ya que determina la cantidad de tensión aplicada al Cristal Líquido y es un componente clave para poder realizar un direccionamiento matricial (filas y columnas) de los sub-píxeles. Pantallas de Cristal Líquido con Transistores TFT
Las pantallas de cristal líquido normales, como las de las calculadoras, presentan elementos de imagen excitados en forma directa (se puede aplicar una tensión a través de un segmento sin que interfiera con otros segmentos de la pantalla). Esto no es posible en pantallas grandes con un gran número de píxeles, puesto que se requerirían millones de conexiones (conexiones en la parte superior e inferior para cada uno de los tres colores, rojo, verde y azul de cada píxel). Para evitar esto, los píxeles son direccionados en filas y columnas, lo que reduce el número de conexiones de millones a miles. Si todos los píxeles de una fila son excitados mediante una tensión positiva y todos los píxeles de una columna son excitados con una tensión negativa, entonces el píxel que se encuentra en la intersección tiene el voltaje aplicado más elevado y se enciende en tanto que los otros permanecen apagados. El inconveniente de esta solución es que todos los píxeles de la misma columna reciben una fracción de la tensión
aplicada. Lo mismo ocurre con todos los píxeles de la misma fila, así a pesar de que no sean activados por completo, tienen una tendencia a oscurecerse; es decir que se produce una reducción del contraste. La solución al problema es proporcionar a cada píxel su propia llave a transistor conmutador, esto permite controlar a cada píxel por separado. El transistor de cada píxel en realidad no se corta por completo sino que permanece con una bajísima corriente de fuga lo cual implica que la tensión aplicada no se pierde del todo durante las actualizaciones de refresco de la imagen en la pantalla. Cada píxel es un pequeño condensador con una capa transparente de óxido de indio y estaño en el vidrio del frente y otra capa transparente en la parte posterior para que entre la iluminación y en el medio una capa aislante de cristal líquido. Ver la figura 7. La distribución de los circuitos en un LCD-TFT es muy similar a la utilizada en una memoria DRAM (RAM dinámica). Sin embargo, en vez de realizar los transistores usando obleas de silicio, éstos son fabricados depositando una película delgada de silicio sobre un panel de vidrio. Los transistores ocupan sólo una pequeña fracción del área de cada píxel ya que la película de silicio de la superficie remanente, es eliminada permitiendo que la luz pase a través de ella. La capa del silicio para TFT-LCDs se deposita generalmente usando el proceso denominado PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition o deposición de vapor químico en estado de plasma) de un precursor de gas silano (SiH4) para producir una película amorfa de silicio sobre el vidrio. También se utiliza silicio policristalino en algunas pantallas donde se requieren TFTs con un mayor rendimiento; por ejemplo en pantallas donde se requiere una resolución muy alta o en aquellas donde se desea realizar algún procesamiento de datos en sí mismo. Ambos tipos de TFTs, los de silicio amorfo y los de silicio policristalino presentan una prestación muy pobre frente a los transistores fabricados a partir de cristales de silicio simples, pero aún así son adecuados para la función requerida. Existen diferentes tipos de pantallas pero la más común es la TN+Film (Twisted Nematic+Film). Este tipo de pantalla es la mas común, debido a su costo de producción bajo y a su amplio desarrollo a lo largo de los años. El tiempo de respuesta de un píxel en los paneles TN
Figura 7 - Distribución de circuitos en un LCD TFT
modernos, es lo suficiente rápido como para evitar rastros de sombras y efectos fantasmas (problemas de refresco), que eran un problema de los monitores LCDs de tecnología pasiva. Los tiempos de respuesta rápidos han sido la virtud más importante de esta tecnología, aunque en la mayoría de los casos este número no refleja el verdadero rendimiento de la pantalla . En efecto. Los tiempos de respuesta tradicionales fueron medidos de acuerdo a un estándar ISO como la transición desde el negro hacia el blanco y no reflejaron nunca la velocidad de las transiciones de los tonos grises (en la práctica una transición mucho más común para las pantallas de cristal líquido). El uso moderno de tecnologías llamadas RTC (Response Time Compensation - Overdrive o Compensación del tiempo de respuesta por sobreexcitación) han permitido que los fabricantes reduzcan el tiempo de las transiciones de gris significativamente, mientras que el tiempo de respuesta por la medición ISO queda casi en el mismo valor. Los tiempos de respuesta son ahora medidos por el método G2G, dando valores de 4ms a 2ms como valores comunes para los modelos basados en la tecnología de TN+film. Esta estrategia de mercadotecnia, combinado con el costo relativamente más bajo de la producción para pantallas TN, ha resultado en un dominio casi absoluto de estas pantallas en el mercado consumidor. Una de las desventajas de las pantallas basadas en TN es su escaso ángulo de visión, especialmente en la
dirección vertical, siendo la mayoría de estas pantallas incapaces de mostrar los 16.7 millones de colores (en Windows se lo llama color verdadero o truecolor y tiene 24 bits, es decir 8 bits para cada color). O sea que todos estos tubos pueden representar la máxima cantidad de colores disponibles en las tarjetas gráficas modernas para PC, que es la tecnología más exigente que pueden mostrar los TVs LCD modernos. Existen otros paneles LCD más económicos con 6 bits para cada canal de color a diferencia de los 8 anteriores. Estas pantallas pueden acercarse al color de 24 bits usando un método de tramado que combina píxeles adyacentes para simular el color deseado. También pueden usar FRC (Frame Rate Control o control de la relación de cuadro), en donde se utiliza el concepto de excitación PWM para simular los bits faltantes. Estos métodos de simulación de color son perceptibles para la mayoría de las personas y molestos para otras. El FRC tiende a ser más notable en los tonos más oscuros. El método del tramado tiene la tendencia a aparecer como si los píxeles individuales de la pantalla estuvieran en realidad visibles. En general, la reproducción de color y ángulo de visión de los paneles de tipo TN son pobres. Los defectos en la gama de color de visualización también pueden ser atribuidos a que la tecnología implica iluminar desde el fondo de la pantalla. No es poco común que aparezca en las pantallas iluminadas con CCFL (Catode Cold Fluorescent Lamp o lámparas fluorescentes de cátodo frío) sólo pueda reproducirse desde el 40 % a 76 % de la gama de color de la norma NTSC, mientras que las pantallas que utilizan iluminación por LED pueden extender la gama al 100 %. Sin embargo, a pesar de esta diferencia significativa es muy probable que el televidente promedio no note una diferencia perceptible. Existe una tecnología llamada IPS (Alternación En El Plano) desarrollada por HITACHI en 1996 para superar los pobres ángulos de visión y reproducción de color de los paneles TN. La mayoría de las IPS también soporta 8 bits y tiene por lo tanto colores reales. Estas mejoras vinieron con una pérdida de tiempo de repuesta, que estaba inicialmente en el orden de los 50ms. Los paneles de IPS eran también sumamente costosos. IPS desde entonces ha sido reemplazado por S-IPS (Super-IPS) que Hitachi presentó en 1998. S-IPS tiene todos los beneficios de la tecnología de IPS más un tiempo de refresco mejorado. Aunque la reproducción de color se acerca a la de los TRCs, el contraste es relativamente pobre. La tecnología S-IPS es ampliamente usada en los paneles de 20" y más grandes. LG y Philips son los principales fabricantes de paneles basados en S-IPS. AS-IPS (S-IPS Avanzado), también desarrollado por HITACHI en el 2002, mejora considerablemente el con-
traste de los S-IPS tradicionales al punto de ser superados sólo por algunos S-PVAs. AS-IPS es también una tecnología usada en monitores NEC (como por ejemplo el NEC LCD20WGX2) basados en tecnología S-IPS, en este caso desarrollada por LG y Philips. A-TW-IPS (IPS Blanco Real Avanzado), desarrollado por LG y Philips LCD para la firma NEC, es un panel SIPS personalizado con un filtro TW (Blanco Real) para hacer que el blanco se vea más natural e incrementar la gama de colores reproducidos. Esto se utiliza en LCDs profesionales o para estudios de fotografía. MVA (Alineación Vertical Multidominio) fue desarrollado en 1998 por Fujitsu originalmente como un punto intermedio entre TN e IPS. Consiguió una respuesta de píxel rápida (en su momento), amplios ángulos de visión, y un contraste muy alto, en desmedro de la luminosidad y la reproducción de color. Los paneles de MVA modernos pueden brindar amplios ángulos de visión (sólo superados por la tecnología S-IPS), buena profundidad de negro, buena reproducción, buena profundidad de color y cortos tiempos de respuesta gracias al uso de tecnologías RTC. Hay varias tecnologías "de siguiente generación" basadas en MVA, incluyendo P-MVA y AMVA de AU Optronics, como así también S-MVA de Chi Mei Optoelectronics. Los analistas predijeron que MVA sería la tecnología a seguir, pero sin embargo TN ha dominado el mercado. El factor que más contribuye a que esto ocurra era el mayor costo de MVA, conjuntamente con un tiempo de respuesta más lento (que aumenta considerablemente cuando sólo hay cambios pequeños en la luminosidad). Los paneles de MVA más económicos también pueden usar "dithering"/FRC. PVA (Alineación Vertical por Patrones) y S-PVA (Super Alineación Vertical por Patrones) son las versiones alternativas de la tecnología MVA ofrecidas por Samsung. Desarrollado por separado, padece el mismo problema que la tecnología MVA, pero a cambio ofrece contrastes muy altos (tanto como 3000:1). Los paneles PVA económicos también usan "dithering"/FRC. Todos los paneles S-PVA son de 8 bits de color reales y no usan ningún método de simulación de color. PVA y SPVA pueden brindar una buena profundidad de negro y amplios ángulos de visión. S-PVA puede ofrecer además tiempos de respuesta rápidos gracias a modernas tecnologías de RTC. Debido a los enormes costos que presentan las fábricas de LCD TFT, el número de fabricantes de pantallas grandes es muy pequeño. Los cinco principales fabricantes son: 1. 2. 3.
LG.Philips AU Optronics S-LCD Corporation (De Samsung/Sony)
4. 5.
Chi Mei Optoelectronics Sharp Corporation
Las pantallas TFT se suelen clasificar en fábrica. Esta clasificación tiene en cuenta aspectos como el número de píxeles muertos, la homogeneidad de la imagen, y la calidad general del producto. Además, pueden existir diferencias de tiempos de respuesta de hasta +/- 2 ms en paneles fabricados en la misma línea de producción. Las pantallas de peor calidad se venden a compañías "sin marca" o se usan en los monitores y TVs de bajo costo (habitualmente se reconocen con una “V” al final del código alfanumérico). Las intermedias se reservan para uso en hogar y oficina, y se indican con la letra “S”, mientras que las de mejor calidad se usan para monitores TFT de "calidad profesional" y se marcan con una “P”. Iluminación Posterior de una Pantalla LCD
Las pantallas LCD son ópticamente pasivas; es decir que no generan su propia luz. Cada píxel es una llave analógica óptica que deja pasar más o menos luz. La iluminación es posterior (backligth) y se usan dos tipos de fuentes de luz: los tubos fluorescentes y los leds blancos. Para uniformar la iluminación de la pantalla se utilizan varios tubos o una mayor cantidad de leds blancos. Cualquiera de las dos fuente de iluminación se le agrega posteriormente una pantalla reflectora y una lámina difusora de luz. En la figura 8 se puede observar una disposición clásica con 6 tubos adecuada para una pantalla de 29” con una relación de aspecto de 16/9 utilizada por TCL. Los tubos fluorescentes utilizados en esta disposición no son tubos comunes sino que son tubos de cátodo frío. Sin embargo, en usos diferentes a los de monitores y TV se pueden llegara utilizar los tubos corrientes en circuitos como el indicado en la figura 9 y que nos va a servir para entender el funcionamiento de un tubo fluorescente. El tubo fluorescente es una lámpara de vapor de mercurio a baja presión, utilizada para la iluminación doméstica, industrial y actualmente para las pantallas LCD. Su gran ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su alta eficiencia energética. Está formada por un tubo o bulbo fino de vidrio revestido interiormente con una sustancia que contiene
Figura 8 - Disposición de tubos en un TV TCL.
fósforo y otros elementos que emiten luz al recibir una radiación ultravioleta. El tubo contiene una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, sometidos a una presión ligeramente inferior a la presión atmosférica. Asimismo, en los extremos del tubo existen dos filamentos hechos de tungsteno. Observe como un invento antiguo forma parte de un dispositivo de última generación. El tubo fluorescente moderno fue inventado en 1926 por Edmund Germer, Friedrich Meyer y Hans Spanner quienes propusieron incrementar presión del gas dentro del tubo y recubrirlo internamente con un polvo fluorescente que convirtiera la radiación ultravioleta emitida por un gas en estado de plasma, en una luz blanca más uniforme. La idea fue patentada al año siguiente y posteriormente la patente fue adquirida por la empresa estadounidense General Electric y bajo la dirección de George E. Inman la hizo disponible para el uso comercial en 1938. Los conocidos tubos rectos y de encendido por precalentamiento, se mostraron por primera vez al público en la Feria Mundial de New York en el año 1939. Desde entonces, los principios de funcionamiento se han mantenido inalterables salvo las tecnologías de manufactura y materias primas usadas, lo que ha redundado en la disminución de precios y han contribuido a popularizar estas lámparas en todo el mundo. Y este invento de 1939 se usa en los TV del 2007.
menta su temperatura, tanto como para que la lámina bimetálica se deforme cerrando el circuito, lo que hará que los filamentos de los extremos del tubo se enciendan. Al cerrarse el contacto el cebador se apaga y el gas vuelve a enfriarse, con lo que los contactos se abren nuevamente y se repite el proceso. De este modo, la corriente alterna se aplica a los filamentos por cortos espacios de tiempo. La función del capacitor contenido en el arrancador es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que se producirían si él no existiera. Los filamentos, al calentarse, desprenden Figura 9 - Tubo fluorescente doble de 20W electrones que ionizan el gas argón que llena el tubo, formando un plasma que conduce la En la figura 9 se aprecian los elementos internos de electricidad. Este plasma excita los átomos del vapor de un tubo fluorescente moderno. Se distinguen, aparte de mercurio que, como consecuencia, emiten luz tanto en la propia lámpara, dos elementos fundamentales que el espectro visible como en el ultravioleta. son el arrancador (cebador en España y algunos países El revestimiento interior del tubo tiene la función de de América) y la reactancia inductiva. filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible. La coloraEl arrancador está formado por una pequeña ampo- ción de la luz emitida por la lámpara depende del matella de cristal rellena de gas neón a baja presión y en cu- rial de dicho recubrimiento interno. yo interior se halla un contacto formado por láminas biLas lámparas fluorescentes son dispositivos con una metálicas. En paralelo con este contacto se encuentra resistencia eléctrica negativa. Esto significa que cuanto un capacitor destinado a actuar como apagachispas. mayor sea la corriente que las atraviesa, mayor es el La reactancia inductiva está construida por un arro- grado de ionización del gas y, por tanto, menor la resisllamiento sobre un núcleo de chapas de hierro, el cual tencia que el tubo opone al paso de dicha corriente. Así, recibe el nombre de balastro o balasto. si se conecta la lámpara a una fuente de tensión práctiAl aplicar la tensión de alimentación, el gas conteni- camente constante, como la suministrada por la red do en la ampolla del cebador se ioniza con lo que au- eléctrica, la lámpara se destruiría en pocos segundos. Para evitar esto, siempre se conectan a través de un elemento limitador de corriente para mantenerla dentro de límites tolerables. Este elemento limitador, en el caso de la figura 9 es la reactancia inductiva. Finalmente, la disminución de la resistencia interna del tubo una vez encendido, hace que la tensión entre los terFigura 10 - Infografía del proceso de funcionamiento de un tubo fluorescente común. minales del arran-
cador (que está en paralelo con el tubo) sea insuficiente para ionizar el gas contenido en su ampolla. Por lo tanto, el contacto bimetálico queda inactivo cuando el tubo está encendido. En la figura 10 se puede observar una síntesis de todo el funcionamiento por medio de una infografía muy explícita. Este tipo de tubo no se utiliza normalmente en un LCD debido a dos problemas. El primero es que funciona con un balastro que produce campos magnéticos dispersos que pueden producir interferencias a frecuencias de red. El otro es que el encendido puede realizarse tras dos o tres intentos que ocurren aleatoriamente de acuerdo al momento en que se abre el arrancador. El tubo que realmente se utiliza es el tipo CCFL o tubo por emisión electrónica de cátodo frío. El tubo fluorescente necesita electrones libres para arrancar. No importa por qué método se consigan estos electrones; lo importante es que haya una importante cantidad de ellos en su interior para que se precipiten en el electrodo positivo y en su camino produzcan colisiones que generen ionización. Si se coloca un potencial suficientemente alto entre los electrodos y los mismos son del material adecuado se produce una emisión espontánea de electrones a la temperatura ambiente. Luego el proceso continúa como en un tubo con filamento. El problema de la limitación de corriente por el dispositivo se soluciona utilizando fuentes electrónicas que limitan la corriente circulante por el tubo. Son fuentes pulsadas que en lugar de mantener la tensión de salida constante mantienen la corriente de salida constante aunque la carga varíe en un amplio rango (recuerde que el tubo se comporta como una resistencia negativa).
En la figura 11 se observa la prueba de uno de estos tubos probados con su propia plaqueta y una fuente externa de 12V. La etapa de excitación del tubo se llama vulgarmente “Inverter” (cuya traducción literal es inversor pero que por lo general no se traduce). El blanco emitido por los tubos CCFL debe ser estrictamente el blanco adoptado por la norma, para que los colores aparezcan vividos y sin matices extraños. Esto no es muy simple de conseguir y por lo general con esta iluminación no se pueden lograr los colores absolutamente reales. Por otro lado un bulbo lleno de gas no es una tecnología compatible en duración con una pantalla LCD. Por eso los fabricantes buscaron una tecnología de mejor calidad con un blanco más puro y estable. Y esa tecnología es justamente la de leds blancos de alto brillo, pero con el inconveniente de que deben usarse gran cantidad de ellos y cada uno con su propio limitador de corriente. El limitador de corriente más sencillo es un simple resistor. Pero por ser tan sencillo conlleva el problema de su bajo rendimiento. Por eso en la mayoría de los casos cuando se requiere un blanco de precisión (monitores profesionales para la industria gráfica por ejemplo) se recurre a la utilización de leds con regulador incluido que tienen un precio muy superior a los leds comunes de alto brillo. Por otro lado existe el problema del montaje más complejo y de las fallas de fabricación. En la figura 12 se puede observar por último el despiece de una pantalla, en donde se puede observar claramente la disposición de la iluminación.
Figura 11 - Prueba de un tubo CCFL con la propia fuente de un LCD.
Figura 12 - Disposición de una pantalla LCD con 12 tubos CCFL.
Figura 13 - Plaqueta inverter montada .
Inversores Comerciales
Como ejemplo de un inverter vamos a analizar el que corresponde al chasis LC03 de Philips. Esta placa es un panel separado, excepto para el modelo de 23”, y es utilizada para la excitación de Lámparas Fluorescentes del tipo CCFL. Este chasis posee dos con juntos de tubos que están ubicadas en la parte inferior y superior del Panel LCD. En la figura 13 se puede observar la plaqueta correspondiente montada sobre el blindaje trasero de la pantalla. Se pueden observar, como componente más destacado, un transformador de pulsos por cada tubo. Lamentablemente los dos conjuntos de Lámparas Fluorescentes que se encienden por medio de la Placa Inverter, son parte del Panel LCD y; por lo tanto, no pueden reemplazarse. En caso de haber una defectuosa, el Panel LCD completo debe ser cambiado. Recuerde que muchos TV LCD no permiten el funcionamiento con un tubo quemado aunque a veces el TV sería perfectamente utilizable (sobre todo cuando se trata de TV con 6 o más tubos), En estos casos el inverter debe ser engañado conectando un resistor de potencia que reemplace su consumo entre los dos electrodos del tubo quemado sobre la placa inverter, más adelante retomaremos este tema. A continuación vamos a mostrar una tabla que indica la especificaciones técnicas de un inversor de un TV /monitor para un tubo de 15” y de 17”. 15” TENSIÓN DE SALIDA SIN CARGA TENSIÓN DE SALIDA CON CARGA FRECUENCIA DE SALIDA TENSIÓN EN LA PATA 4 DEL 1402 RETORNO DE CORRIENTE MEDIA
1.189V 520V 44.9 KHZ 4,59V 8,09mA
Figura 14 - Diagrama en bloques del inversor.
defectuosa, el Panel Inverter completo entra en protección con lo cual las restantes Lámparas quedan también apagadas. El síntoma es “Pantalla negra pero con Audio” en el modo TV. Vamos a explicar el funcionamiento de nuestro inverter utilizando un diagrama en bloques del mismo. Sintéticamente la señal SI/NO enciende el CI que excita al circuito Buck para que éste, a su vez, excite el circuito Royer (posteriormente se explicará el funcionamiento detallado de estos circuitos). El circuito Royer genera la alta tensión para los CCFL pero como esta señal puede tener distorsiones se utiliza un control de balance que las evita. Por último se excitan las lámparas que retornan por el circuito de protección y de realimentación para el ajuste de la salida del CI. Vamos a comenzar a explicar el funcionamiento en
17” 1.257V 609V 46.7 KHZ 4,46V 7,89 mA
1) Los 4 conectores que van a los tubos deben estar perfectamente enchufados para evitar peligrosas descargas de alta tensión que pueden dañar la salud del reparador. 2) Si una de las Lámparas Fluorescentes estuviese
Figura 15 - Circuito Royer
Figura 16 - Buck converter.
detalle comenzando desde atrás hacia delante, es decir partiendo del circuito Royer. Que se puede observar en la figura 15. Esta estructura circuital denominada Royer es la encargada de convertir la tensión continua que está presente en los pines 4 y 3 del Transformador T1 en una
Figura 17 - Circuito de encendido.
tensión alterna de alto valor (1189 Vac y 1257 Vac para 15” y 17” respectivamente) con la cual se hará encender las Lámparas Fluorescentes. Entre Q9, Q10 y T1 se conforma un Oscilador de tipo autorresonante (el transformador es parte del Oscilador) de modo que en el tiempo, mientras uno de los dos Transistores conduce; el otro está cortado y viceversa. Dependiendo de qué transistor conduce, queda determinado el sentido de las líneas de Flujo Magnético en el núcleo de T1. Cuando conmutan los Transistores, también cambia el sentido del Flujo Magnético en el núcleo de T1. Debido a la variación del Flujo Magnético en el núcleo de T1, se induce tensión en el Bobinado Secundario (Bobinado de los pines 10-7). Dado que el Bobinado Secundario tiene más vueltas que el Primario, se obtiene Alta Tensión a la salida. Un papel muy importante en la estructura Royer la juega el Bobinado de los pines 6-1. Este Bobinado es la realimentación positiva desde la salida a la entrada que excita las bases de Q9 y Q10 en contrafase. Esta realimentación hace conducir a un Transistor y a cortar al otro. Las resistencias R19 y R20 dan la polarización en continua de las Bases de Q9 y Q10. Los capacitores C10 y C11 determinan la Frecuencia de Oscilación, que es del orden de los 45KHz aproximadamente. El Transformador T2 es idéntico al T1 y su Bobinado Primario se conecta en Paralelo con el de este último, mientras que el Secundario se usa para generar la Alta Tensión de salida necesaria para encender el otro conjunto de Lámparas Fluorescentes. Ahora pasamos a explicar el funcionamiento del Buck converter. Ver la figura 16. Este circuito usa al transistor Q8 en conmutación para controlar la tensión de entrada al Circuito Royer descripto anteriormente. Es, básicamente, un circuito de tipo Convertidor DC-DC el cual por medio de la variación del Ancho del Pulso de la onda Rectangular
aplicada al Gate de Q8 determina el valor medio de la Tensión de entrada al Circuito Royer. Cuando mayor es TON comparado con TOFF, mayor es la tensión que entregará el Buck Converter a la salida, por lo que mayor será el brillo de las Lámparas Fluorescentes. La forma de Onda en el terminal drenaje de Q8 (Punto de unión con L1) será también una onda rectangular PWM. El circuito integrado U1 (LM339A) es responsable de entregar en su pin 13 la onda rectangular que luego pasará por Q4, Q5-Q6, para terminar finalmente en el Gate de Q8. Es muy importante saber que el Buck Converter necesita una carga mínima para funcionar. No puede probarse en vacío. Analicemos el circuito de encendido que podemos observar en la figura 17 junto con el buck converter. El Conector CN1 viene directamente de la Placa Scaler. En su pata 5 está presente la señal ON-OFF que sale del pata AF22 del CI7402 (JagASM). Cuando esta señal tiene nivel ALTO (3.2 Volts), el Transistor Q1 (MMBT 3904LT1) entra en saturación, ba jando así el potencial del Gate de Q4 (NDS 0610). Dado que éste es un FET de canal P, un potencial bajo en el Gate lo lleva a la conducción, con lo cual la señal PWM presente en el terminal “D” de Q4 (NDS0610) puede alcanzar el Gate de Q8 (SI4425DY), de modo que éste realiza conmutaciones. Así el Circuito Royer es alimentado y entrega Alta Tensión, por lo cual el INVERTER funciona. Cuando la señal ON-OFF tiene nivel bajo (0 Volts), Q1(MMBT3904LT1) queda al Corte, por lo que Q4 (NDS0610) es equivalente a un circuito abierto, y de este modo la señal PWM no alcanza nunca el Gate de Q8 (SI4425DY) que ahora no conduce nunca, por lo que el Inverter está apagado. Todo este circuito requiere una adecuada corrección que es generada por el circuito de balance. Este circuito provee determinados requerimientos para el diseño del Panel Inverter tendientes a obtener una mejor performance del Display LCD, mejorar la eficiencia del mismo y mejorar la confiabilidad de las Lámparas Fluorescentes internas que no tienen posibilidades de cambio. Dichos requerimientos están relacionados a la pureza de la Forma de Onda que debe entregar el Circuito de Alta Tensión para encender las Lámparas Fluorescentes. Estas especificaciones son exactamente las dos siguientes:
Figura 18 - Definición de asimetría y distorsión.
de Distorsión lo indicado en la figura 18. Sintéticamente: La Forma de Onda que debe entregar el Inverter debe ser lo más parecida posible a una Sinusoide. Muy difícilmente un circuito como el Circuito Royer entregue a su salida una forma de onda con el grado de pureza especificado anteriormente y éste es el motivo por el cual un circuito de tipo Resonante LCR se agrega inmediatamente después del Royer. Ver la figura 19. La salida se toma, por lo tanto, desde cada uno de los terminales de L30 (componente inductivo del Circuito de Balance) donde por tratarse de un circuito resonante con C30 y C31 se obtiene una forma de señal muy semejante a una senoide ideal. El TV Monitor Panasonic LX6500
Para variedad los clásicos, dice el dicho popular. Este equipo que posee una excelente información entregada por el fabricante nos va a servir de apoyo para completar nuestro aprendizaje. Por ahora conocemos la pantalla y su back ligth y ahora no dedicaremos a los circuitos electrónicos que excitan esa pantalla. Este equipo de hasta 32” tiene una definición de
a) El rango de asimetría de la forma de onda que entrega el inverter debe ser menor al 10%. b) El rango de distorsión de la forma de onda que entrega el inverter debe estar dentro de 2 ± 10%.
Se debe entender por Rango de Asimetría y Rango
Figura 19 - Corrector de forma de onda.
480p ,720p o 1080i que significa que puede predisponerse para barrido progresivo con definición normal de 480 píxeles verticales (TV analógica con barrido progresivo), de definición mejorada de 720 píxeles (DVD y TV digital progresiva) o 1080 para HDTV entrelazada. Este equipo funciona según el diagrama en bloques mostrado en la figura 20. El TV TC-26/32LX60 y serie 600 en general son televisores LCD de visión directa en varios modelos de acuerdo al tipo de plaqueta “A” utilizado (A board). El procesamiento de video se realiza previamente en la plaqueta DG formada por el circuito integrado IC4002. Este circuito integrado sirve al micro principal y a la plaqueta de control de audio y video. El IC4004 es un CI programable encargado de excitar las compuertas formadoras de un campo completo de TV. Es responsable de la conversión de píxeles y el direccionamiento sobre el display de matriz activa. Este CI posee también los puertos de comunicación LVDS que permiten generar la imagen de salida RGB de 8 bits. En la figura 21 se puede observar la disposición de plaquetas que incluye la indicación del fabricante como reparable o no reparable. Este detalle considérelo sólo como un consejo aplicable a los lugares del mundo donde se consiguen fácil y económicamente las placas de repuesto. En América la cosa es diferente; reparamos hasta lo que el fabricante dice que no se puede reparar. Físicamente estas plaquetas se distribuyen según la infografia de la figura 22. La función de cada plaqueta es la siguiente: P Board - Plaqueta B. es responsable de generar todas las tensiones de Standby que implican 7V, 10V y 24V. También provee las entrada de tensión para los reguladores que se encuentran sobre la plaqueta AP y los 24V para el inverter. AP Board - Genera todas las tensiones secundarias que no genera la plaqueta B como ser 9V principales SUB5V, sound20V (20V para el sonido) 12V y standby de 3,3V. A Board - Contiene todas las entradas de audio y video y la interface HDMI (ver apéndice 1) con la excepción de un
Figura 20 - Diagrama en bloques completo.
jack A/V que se encuentra en la plaqueta “G”. Todo el audio y el video se procesa en esta placa. G Board - Contiene un conector de A/V adicional y el jack para los auriculares. ATSC tuner - (sintonizador de TDT para la norma de UUSS). Posee un conector digital que lleva la información a la plaqueta A. V Board - Contiene el sensor del control remoto y el LED de encendido. A continuación vamos a realizar un análisis plaqueta por plaqueta comenzando por la plaqueta principal “A”. Que se observa en la figura 23. La plaqueta principal “A” contiene a la plaqueta responsable de la selección de entradas y el procesamiento de audio y video. Con la excepción de las entradas existentes en la plaqueta “G” todas las demás residen en esta placa.
Figura 21 - Disposición de plaquetas.
Figura 22 - Ubicación de las plaquetas.
Figura 23 - Infografia de la plaqueta “A”.
Esta unidad está equipada con un sintonizador de televisión digital terrestre (TDT) correspondiente a la norma ATSC. Otros modelos similares poseen sintonizadores para la norma Europea y otro para la norma japonesa. La plaqueta “A” posee dos entradas del tipo HDMI. Esta plaqueta posee conectores y pines que se utilizan
Figura 24 - Diagrama en bloques de la plaqueta “A”.
Figura 25 - Procesamiento de audio.
como puntos de prueba para encarar una reparación ordenada. En la figura 24 se puede observar el diagrama en bloques completo de esta plaqueta. En esta plaqueta se realiza todo el proceso de video y el control de la operación. Esta operación se realiza en el circuito integrado IC4002. Este circuito integrado se encarga de seleccionar la fuente de señal de entrada
entre todas las disponibles: sintonizador analógico y digital, entrada por componentes, SVHS y HDMI. Para la entrada de HDMI existe un receptor de FI de HDMI que transforma las señales de video a YUV de 8 bits antes de procesarlas en el IC4002. La memoria IC5002 provee la protección de copyright para las señales HDMI. La interfaz ATSC (plaqueta DT) procesa señales ATSC, NTSC y señales de televisión QAM. Estas señales luego de procesadas son sacadas por el conector DT12/A12. IC4002 es responsable del procesamiento del video que incluye el reescalado, la reducción del ruido, I/P conversión y el ajuste de la curva de gamma de la pantalla. La selección de diferentes procesadores de audio y el agregado del OSD son también funciones del IC4002. IC4004 es un arreglo de compuertas que toma la señal procesada de entrada y realiza la conversión de píxeles necesaria para atacar a la pantalla por barrido de fila y columna vulgarmente llamado matriz activa. Este integrado se comunica con la pantalla por medio de un bus transmisor LVDS usado para la conversión del video de 8 bit RGB en señal de salida diferencial RGB. El receptor de LVDS, ubicado en la pantalla, convierte las señales RGB de salida provenientes de la plaqueta A en la señal RGB de 8 bits requeridas por el panel LCD. A continuación vamos a analizar la sección de audio. Observe la figura 25. El procesamiento de audio se realiza en la plaqueta A. La señales de audio del conector DVI, componentes y de video compuesto ingresan a la llave de audio IC2006 en donde se selecciona la señal deseada. La se-
ñal de audio de HDMI es procesada y convertida en una señal de formato digital de audio de un bit que se envia al receptor de HDMI FI IC5004. La señal de audio procesada termina ingresando en el IC4002 para selección y procesamiento. La salida del IC2006 es procesada en el controlador de audio/video IC4002. La salida de audio del controlador de audio y video, sale a los parlantes mediante los amplificadores de audio IC2001 por la patas 1 a 4 del conector A7. El amplificador de auriculares se activa cuando se conectan los auriculares en el jack localizado en la plaqueta G. La acción de enmudecimiento del audio por los parlantes se produce por la desactivación del amplificador de audio IC2001. Una sección de la plaqueta “A” está dedicada al encendido o Power On del equipo. En la figura 26 se puede observar el diagrama en bloques de la misma. 1) La tensión de fuente de stand by de 7V (STB_7V) se genera en la plaqueta P cuando se aplica la tensión de red al equipo. Esta tensión puede ser medida en la pata 3 del conector AP4/A4 2) La tensión STB_7V se regula posteriormente a 3,3V en la plaqueta principal y se aplica a la plaqueta principal de video y al controlador de audio IC4002. 3) El comando de encendido (power ON) no se puede aplicar hasta que se active la llave mecánica principal. Cuando la llave principal de la plaqueta AP se activa se produce un estado bajo de la señal ALL-OFF que se aplica a la base de Q1151 a través de la pata 7 del conector AP4/A4. Como resultado Q1151 se enciende y aplica un estado bajo a la pata entrada de Key Scan Po-
Figura 26 - Sección de encendido.
Figura 27 - Circuito de la plaqueta AP.
wer (escaneo de alimentación) de IC4002 esto provoca que la unidad se encienda y se observe una trama sobre la pantalla que la deja operativa. El comando del control remoto ahora puede ser recibido y procesado por la unidad principal. Así se continúa teniendo acceso completo a través del control remoto y la unidad se apaga desde ese dispositivo y no por la llave principal. 4) La señal SUB-ON se toma de IC4002 y se aplica a la pata 8 del conector AP4. Esta señal es responsable de cerrar los contactos del relay de CA de la plaqueta de fuente. 5) La señal Main_On es entregada por IC4002 y provista por la plaqueta AP a través de pata 6 del conector AP4/A4. Ella habilita la fuente principal de 9V, la fuente principal de 5V y la fuente del sonido de 18V (que no se muestra en el diagrama. De Main-On tambien es responsable de activar el regulador principal de 3,3V que suministra la potencia para IC4004. 6) IC4004 provee la señal Panel-On que habilita el regulador del panel de 12V en la plaqueta AP. Y también provee la señal Inverter_ On que habilita el conversor DC-AC del panel LCD. 7) La señal PWM inverter y la señal Current controlan la tensión de salida del conversor DC a AC usado para darle energía a los tubos CCFL. Aumentando el tiempo de la señal INV_PWM mediante la pata 5 del conector A5 se incrementa el brillo del backligth en el panel LCD. 8) La señal INV_SOS está provista para el circuito lógico que reside en el panel LCD indicando que hay al-
gún problema en la fuente del inverter. En la figura 27 se puede observar el circuito de la plaqueta que distribuye las fuentes por todo el receptor y que no es otra cosa que la plaqueta AP. La plaqueta AP es responsable de la regulación, distribución y diseminación de todas las tensiones secundarias derivadas de los 24V y de los 10V entregados por la plaqueta P. La tensión de fuente 7V STBY está presente cuando la unidad se conecta a la red de distribución de 110/220V. Cuando la llave mecánica principal de encendido es activada, se produce un sensado en la plaqueta principal por medio de IC4002. La señal_TV_SUB_ON es subsecuentemente activada en respuesta a ello sobre la pata 9 del conector AP4 que activa la señal “RELAY” sobre la pata 11 del conector AP2. Estos contactos que se cierran en el relé de la plaqueta P, generan tensiones de 10 y 24V sobre el mismo conector. La señal principal TV_MAIN_ON provista por IC4002 aparece sobre la pata 6 del conector AP4/A4 y provee una habilitación de salida por IC4002 de 5V, 9V y 20V SMPS (Suiched Mode Power Suply es decir fuentes pulsadas). Q7208 sirve como una detección de 24V de línea y provee la habilitación de la señal Main_On si los 24V son detectados. La señal 12V_ON del panel provee la habilitación de los 12V logic y habilita el inversor de 24V del panel LCD. Cuando se produce un comando panel-on se enciende el panel de 12V y conecta la fuente IC7212 localiza-
da en la plaqueta AP, el transistor Q7805 se cierra causando además que el Q7806 se abra. Como resultado el pin INV_ON de IC4004 de la plaqueta A pasa al estado alto. La misma DC se aplica al inversor del panel LCD en la pata 3 del conector A5 de la plaqueta A. El circuito de protección contra sobretensión está relaFigura 28 cionada con todos los regulaFuente principal de 5V. dores. Él es responsable de monitorear la condición de exceso de tensión y apagar la alimentación de AC por medio de L7203 generando un campo magnético. Esta corriente la señal SUB_ON que opera el relé. Todas las tensiones son accesibles y pueden ser también atraviesa la carga y levanta la tensión de medidas sobre conectores o puentes de alambre desti- C7255. 4) Cuando la llave se abre, el campo magnético conados especialmente para la prueba. Ahora vamos a analizar la fuente principal de 5V. lapsa generando una corriente que ahora circula desde masa por el diodo recuperador D7231 y por supuesto (Vea la figura 28). La fuente principal de 5V, de 9V, de 20V para el so- por la carga terminando de cargar a C7255. Es decir que nido, y los 12V del panel LCD se generan con fuentes si- en los dos tiempos de esta fuente la carga recibe corriente y por lo tanto tiene un elevado rendimiento en milares del tipo pulsadas de alto rendimiento. Panasonic acostumbra a utilizar fuentes pulsadas comparación con las fuentes tipo flyback o boost en del tipo Buck Converter (no existe una traducción literal donde sólo circula corriente por la carga en el segundo clara para este nombre) del tipo similar al conocido tiempo. 5) Unicamente queda por explicar el tema de la reSTR103 de los TV asiáticos pero para baja tensión. Este tipo de regulador tiene una gran ventaja que es gulación. Una parte de la tensión de salida se deriva a su rendimiento, pero una gran desventaja que es el he- la pata 4 donde opera el generador PWM modificando cho de no poder elevar la tensión de entrada. Por eso en los tiempos de cierre y apertura de la llave para lograr la nuestro caso la tensión de 5V se saca de una fuente pri- estabilización de la tensión de salida en el valor deseamaria de 10V, los 9V de una fuente de 12 y los 20V de do. El factor de división de R7293 con R7292 determina la tensión de salida. una fuente de 24V. 1) La operación de la fuente principal de 5V comienza cuando la señal TV_Main_On se activa (recuerde que esta señal es negada es decir “activa baja”). Esto hace que Q7303 se apague y se levante la pata 5 (On/Off) de IC7205 haciendo que éste comience su trabajo. 2) La tensión de entrada de 10V es conmutada entre las patas 1 y 2 a un ritmo de 125KHz mediante el uso de un oscilador interno fijo y un circuito de con- Figura 29 trol PWM. Fuente Sub9V y 3) Cuando la llave se cierra, BT30V. la corriente fluye por el inductor
Figura 30 - Protección al apagado.
6) D7230 previene picos de corriente generados por L7203 que podrían destruir al circuito integrado si la tensión de salida por la pata 2 excediera a la de entrada. 7) El diodo zener D7301 monitorea la salida de la fuente de modo que si se sobrepasa de 5,6V la combinación D7301/D7302 limita la tensión. El diodo D7302 está normalmente polarizado en inversa durante la operación normal pero se pone en conducción mediante el circuito de corte de CA. La fuente de 9V tiene una variante interesante con respecto a lo visto debido a que de ella se extraen los 30V para los diodos varicap del sintonizador. Ver la figura 29. La fuente Sub9 y la BT30V para el sintonizador son generadas en la misma SMPS (switch mode power supply o fuente por modo conmutado) incluida en el IC7209. Esta etapa combina los modos Buck converter y el modo Boost (reforzador). 1) Esta fuente posee un arranque suave mediante la pata 5 para que la tensión de salida no crezca de golpe. Observe que en esa pata se agrega el capacitor C7236. 2) La tensión de entrada de 24V se conmuta entre las patas 1 y 2 a una frecuencia de 125KHz. 3) La operación de esta fuente de 9V es similar a la de 5 vista anteriormente con la única diferencia de utilizar una diferente relación en el divisor.
4) D7602 es responsable por proveer 9V a los tres capacitores en serie cuando colapsa el campo magnético de L7204. 5) Cuando los contactos se abren la pata A de la bobina deviene negativa proveyendo una referencia para los capacitores en serie de modo que se cargan a 9V por el diodo D7602. 6) En el siguiente tiempo la llave se cierra, los 24V aparecen en el lado A de la bobina conectando los capacitores cargados a 9V sobre una fuente de 24V. Como resultado se genera un pulso de tensión de 24+9 = 33V que alimentan al diodo D7601 generando unos 32V sobre el capacitor de salida. Analicemos el circuito de protección al apagado. Ver la figura 30. Este circuito fue diseñado para monitorear un cortocircuito o una baja tensión de las fuentes de 10V, 30V, 18V de sonido y la VCC del panel. Cualquiera de estas tensiones bajas causa la conducción de Q7210 con lo cual su colector pasa a un potencial alto haciendo conducir a Q7211. Con este potencial bajo el equipo pasa a la condición de apagado de IC4002 de la plaqueta A. La pata TV_Sub_On de IC4002 baja y desactiva el relé de CA de la plaqueta P.
Cómo Repararar las
Pantallas de LCD Se puede reparar un LCD sin tener la información correspondiente. Yo particularmente no pongo mis manos dentro de un LCD o un plasma del que no tenga información, salvo que el usuario me firme una autorización amplia deslindando mi responsabilidad por daños a su TV. Lo que ocurre es que nadie está a salvo de un accidente donde un equipo de je de funcionar. Si se trata de un DVD de u$s 100 no me hago problemas y encaro la reparación; si es un equipo de u$s 2.000 lo pienso bien antes de actuar. Teniendo la información es probable que podamos salvar el error reparado el equipo. Pero sin información esa posibilidad prácticamente no existe y no es posible realizarle ni los primeros auxilios. Mi consejo es que trabaje ordenadamente porque un TV LCD de 51” puede costar unos u$s 3.000 y por ese valor muchos abogados pueden tomar el caso y hacerle un bonito juicio por mala praxis. Como ejemplo en la figura 31 le mostramos la plaqueta AP con todos las tensiones importantes individualizadas para medirlas sobre un puente de alambre o un conector. Luego con esos valores medidos se puede encarar la reparación utilizando los diagramas de fallas entregados por el fabricante. El panel LCD posee un consumo relativamente elevado. Por eso su alimentación de fuente se realiza por varias Figura 31 Lay Out de la plaqueta AP.
patitas de un mismo conector. Ver la figura 32. El conector AP1 provee los 24V conmutados desde la unidad de potencia del panel mediante los conectores AP5 y AP7. Los 24V son monitoreados sobre el conector AP5 o sobre el puente de alambre JS7455.
Figura 32 - Alimentación a las dos secciones del inverter.
Procedimiento de Ajuste
verificación se deben realizar las siguientes operaciones.
Uno de los principales problemas de reparar sin inINGRESO formación es que todos los 1) Predisponga la unidad en TVs modernos poseen un inel modo TV greso al modo ajuste y al mo2) Presione “Volume Down” do service. del frente y SLEEP del reEn nuestro caso para inmoto simultáneamente. SALIDA gresar al modo ajuste debe presionar el pulsador “volu1) Presione uno de los bome down” del frente del TV y tones de selección de canael pulsador de RECALL del les control remoto tres veces en Cuando ingrese al modo de un intervalo menor a 2 seautochequeo, aparecerá Figura 33 - Pantalla inicial de ajuste. gundos. una panPara reatalla colizar cualmo la inquier ajuste dicada debe utilizar en la fiel control regura 35. moto y selecEstando cionar las dentro opciones del del modo menú. Para de autodesplazarse chequeo, por el menú presione principal en el botón dirección dide volurecta use la me dow tecla 1 y papor tres ra hacerlo en segundirección indos. La versa la tecla unidad 2. Luego de se autoFigura 34 - Tabla de ajustes. seleccionar sintonipulse “enter” zará en e ingresará en un Submeel canal 3 y aparecerá la nú. Para desplazarse por palabra “SELF CHECK” el submenú utilice las teseguido de un gráfico clas 3 y 4. Cuando obtenOSD en el centro de la ga la selección deseada pantalla. pulse enter. Ver la figura Todos las predisposicioFigura 35 - Pantalla de autodiagnóstico. 33 con el menú inicial. nes (parámetros) del Para salir del modo ajuste usuario serán borradas. apague el TV desde la llave principal o desde el control La unidad quedará funcionando con los parámetros remoto y vuelva a encender. En la figura 34 se puede por defecto colocados en fábrica. observar una tabla de ajustes. Además, si el control del puerto de comunicaciones Otra muestra de lo difícil que es trabajar sin informa- de algún CI es direccionado durante la prueba y su resción son las autoverificaciones que puede realizar un puesta no es recibida por el control del micro principal TV, que funciona por lo menos parcialmente (pantalla y aparece ”- -“ o “NG”. Si todos responden correctamente micro). En nuestro caso, para ingresar al modo de auto- aparece un “OK”.
Reparaciones Comunes en Pantallas de LCD
Las pantallas LCD admiten dos tipos de reparaciones. Una es cuando se quema algunos de los tubos de cátodo frío y la otra es cuando falla uno o más píxeles. En ambos casos los fabricantes indican simplemente “cambiar pantalla”. Analicemos el primer caso:
de punto brillante de color verde, azul o rojo o una combinación tomada de a dos o de a tres colores. Un procedimiento manual que puede solucionar el problema es el siguiente: Apagar la pantalla del TV/monitor, PC portátil, etc, apagando el equipo. Tomar un paño ligeramente húmedo y a través de él aplicar una ligera presión con un dedo sobre el área donde está el píxel defectuoso. Solo se debe aplicar una ligera presión sobre el área. No se debe presionar demasiado ya que esto podría dañar nuevos píxeles. Mientras se ejerce presión se debe encender el equipo. Luego de unos minutos, dejar de efectuar presión lentamente y con un poco de suerte la falla desapareció. Si no desapareció intente nuevamente ejerciendo algo más de presión. El otro método mucho más sofisticado se conoce como programa masajeador de píxeles. Este programa ubica una señal pulsante sobre el píxel muerto con el resto de la pantalla oscura. El autor indica dejar que el equipo funcione así durante tanto tiempo como sea necesario para que el píxel recupere su funcionamiento.
Si la construcción de la pantalla admite que Ud. pueda llegar hasta el lugar donde está el tubo quemado, queda una alternativa de solución. Tal vez hasta tenga que cortar alguna banda metálica lateral; pero el trabajo vale la pena. Trabaje con mucha prolijidad y cuidado utilizando un taladro eléctrico para realizar una serie de agujeros y luego corte con una hoja de sierra entre agu jero y agujero. Por supuesto el tubo quemado no se consigue porque es una pieza interior a la pantalla, pero se puede reemplazar con leds blancos de alto brillo con sus correspondientes resistores o transistores limitadores de corriente. Inclusive si el TV tiene mas de 4 tubos es posible hacerlo funcionar con el tubo faltante porque prácticamente no se observa diferencia alguna (y si se observa alguna pequeña diferencia de brillo seguramente el cliente lo El programa que es libre se llama VDpíxel22.zip y se va a aceptar). Pero seguramente si el tubo se fisuró y le puede bajar de: entro aire, producirá descargas que serán detectadas http://udpix.free.fr/index.php?p=about por el circuito del inverter. La solución es retirar el tubo Corre en Windows Vista/XP/2000 y su autor es Sadefectuoso y controlar que el circuito no note la reduc- muel Larché. ción de consumo; y si la nota habrá que reemplazarla También puede bajarlo de nuestra web con la clave por una serie de resistores que soporten la misma ten- “LCD244” . sión y la misma potencia que soportaba el tubo. Es una buena oportunidad para usar la ley de Ohms. El segundo caso tiene una solución heroica y otra mas técnica. Cuando se habla de un píxel fallado, debemos saber que en realidad hay tres casos posibles. La falla que indicaría un usuario sería: aparece un puntito de la pantalla LCD/TFT de mi PC portátil, cámara digital, TV/monitor, etc, etc, que tiene un defecto y no se ve normal. La definición del usuario engloba tres tipos de fallas: Dead píxel (píxel muerto): Es aquel píxel que aparece siempre negro y que resalta cuando se observan imágenes claras. Hot Píxel (píxel caliente): Es aquel píxel que aparece de color rojo, azul o verde (o una combinación tomada de a dos colores o blanco) pero con fondo de imagen que cambia de color o de brillo. Suele aparecer en pantallas que se han sobrecaLa imagen corresponde a la unidad de frente lentado o que se han usado por mucho tiempo. de un monitor LCD Dell pero sin el panel del Stuck-píxel (píxel atascado): cristal líquido con su respectiva circuitería. Es aquel píxel que siempre da la máxima señal elécwww.toxico-pc.com trica, sin depender de la imagen. Se suele ver en forma
La Interfase Digital HDMI: Descripción y Fallas El HDMI es aparentemente el nuevo "rey" de las conexiones de alta calidad de video y audio. Y los reyes tienen sus virtudes y sus defectos; el peor defecto de un “rey” es que no lo podemos elegir; nos es impuesto y debemos soportarlo como sea. La razón de las preferencias o rechazo del público y de los fabricantes por este estándar son muy distintas. El fabricante sabe que una interfaz puramente digital es la mejor manera de conectar dispositivos a su TV/monitor, tales como un reproductor de DVD moderno, los reproductores de discos HD DVD y el Blu-ray Disc, las consolas de juegos PlayStation 3 y el Xbox 360 Elite. Una interfase puramente digital es también ideal para conectar algunos receptores satelitales y de cable con capacidad HD, a los televisores de Alta Definición, figura 36. La HDMI no es la primera conexión de vídeo digital para los sistemas de cine en el hogar, esa distinción le pertenece a la DVI (Interfaz de Vídeo Digital) que tratáramos en nuestro artículo sobre TV de plasma. Pero la DVI, una interfaz de vídeo solamente, fue originalmente creada para usar con una PC, mientras que la conexión HDMI ha sido diseñada desde un principio para ser usada con TVs. Gracias a su capacidad, su versatilidad y su facilidad de uso, esta conexión está remplazando rápidamente a la DVI en los equipos de cine en el hogar. La capacidad de emitir audio multicanal y vídeo de alta definición a través de un sólo cable, es una característica única, pero esta interfaz también brinda otras grandes ventajas. Su conector estándar posee 19 patas, que transmiten no sólo datos de audio y vídeo sino también información de identificación y control de doble vía, e incluso tensiones de fuente de baja corriente. Este nuevo enlace ofrece una máxima integridad para la se-
Figura 36 - Cable HDMI.
ñal y una comunicación segura e "inteligente" entre los dispositivos. Una conexión digital asegura imágenes de gran calidad y excelente sonido ya que todo se trasmite como unos y ceros, eliminando la pérdida de calidad de sonido e imagen debido a las conversiones y reconversiones digitales a analógicas que se requerían en las conexiones por video compuesto o por componentes analógicas. Esta nueva conexión soporta resoluciones de vídeo de hasta 1080p (así se sintetiza “definición de 1080 líneas progresivas”) para los reproductores de disco de alta definición y los HDTV con esa capacidad que es la máxima posible en la actualidad. En el momento actual existen pocos televisores que aceptan señales de 1080p a través de DVI o vídeo componente, prácticamente todos los que aceptan esa definición (que son pocos) lo hacen a través de HDMI. La capacidad de sonido de esta nueva conexión es realmente sorprendente ya que es de hasta 8 canales de audio de 24 bits a una tasa de muestreo de 192KHz. Esta nueva interfaz también beneficia al usuario porque simplemente al conectar el cable, el equipo ya sabe cómo se debe predisponer; no se requiere que el usuario predisponga nada. Beneficia al fabricante porque mejora la calidad de audio y video ahorrándose comple jos conversores digitales/analógicos y por ultimo beneficia a los propietarios de contenidos. Los propietarios de contenidos (estudios cinematográficos y editores de audio) ven mejorados sus sistemas antipiratería. La amplia aceptación de este estándard por los fabricantes de equipos se debe en gran parte a las demandas de Hollywood del tipo: “si no logran medidas de protección anticopy realmente efectivas de jamos de autorizar la grabación de películas”. La HDCP (Protección de Contenido Digital de sistema con ancho de banda alto) se encuentra prácticamente en todos los dispositivos con HDMI incluso sin formar parte oficialmente de las especificaciones de esta nueva conexión. Las prestaciones tan altas siempre se pagan de algún modo. Históricamente era mucho más seguro y más barato realizar una conexión digital que una analógica. Cualquier cable puede llevar pulsos de 5V pensaban los reparadores. Si siempre que sean pulsos largos y de ba-
ja velocidad de repetición. Pero cuando se trasporta mucha información ya no se puede recurrir a la simple transmisión de pulsos de 5V. El “uno” y “cero” generado como 5V y 0V es algo simplemente anecdótico, ya que se recurre a sistemas de transmisión digital de mucho mayor rendimiento. Algunos TVs incluyen un cable HMDI dentro de la caja de embalaje, ese cable está probado y aprobado por el fabricante y seguramente no va a presentar problemas. Pero la mayoría de los TVs no lo incluyen y el usuario los debe comprar por separado. Elija cables HDMI de marca y de la mejor calidad posible. Seguramente si los compara con un cable mas económico no notará una gran diferencia en cuanto a la calidad de imagen si utiliza señales de definición normal o mejorada. Pero si los prueba con HDTV o un videojuego con Blu Ray se puede llevar una gran sorpresa. Directamente un cable de mala calidad no produce imágenes en el TV. El reparador está acostumbrado a los sistemas analógicos donde un cable de mala calidad produce baja definición, ruidos, zumbido, etc, pero funciona, algo se ve. Cuando se trata de una conexión digital de alta velocidad la transmisión genera una imagen clara y nítida o directamente no emite ninguna imagen o produce imágenes aleatoriamente. Inclusive hay que tener en cuenta que no se puede realizar una conexión de cualquier largo. Para diferentes largos se utilizan diferentes materiales y técnicas de construcción. Algunos cables son clasificados para tramos cortos y otros para largos. Teóricamente, un cable HDMI que lleva el logotipo HDMI debe ser controlado por un Centro de Prueba Autorizado. Las tolerancias para los cables HDMI son extremadamente ajustadas; cada conductor debe tener un diámetro determinado con mucha precisión para garantizar que funcionará correctamente. Ése es uno de los motivos por el cual los cables HDMI originales son relativamente caros. En nuestros países de América Latina estamos acostumbrados a que este tipo de controles no tengan efectividad y muchos usuarios han encontrado problemas mientras realizaban conexiones HDMI, pero esto casi siempre se soluciona usando cables de calidad probada. En esta época de nuevos formatos y tecnologías en rápido cambio, los fabricantes buscan la perfección y la compatibilidad absolutas. La especificación HDMI fue desarrollada por un grupo de compañías incluyendo Hitachi, Matsushita (Panasonic), Philips, Silicon Image, Sony, Thomson (RCA) y Toshiba. También es apoyado por estudios de cine como Sony, Fox, Universal, Warner Bros., y Disney, así como los proveedores de satélite DIRECTV® y DISH™ Network, y CableLabs® (un consor-
cio de R&D que desarrolla nuevas tecnologías para operadores de TV por cable). A continuación, trataremos algunos aspectos más técnicos con respecto a la interfase HDMI y explicaremos las diferencias entre las distintas versiones. El estándar HDMI sigue evolucionando continuamente para satisfacer las necesidades de los equipos de cine en el hogar de alto rendimiento. Todas las versiones son compatibles con versiones anteriores, así como con DVI. Parte de la inteligencia incorporada en el estándar le permite enviar automáticamente formatos de vídeo y audio adecuados a la más alta calidad posible. En otras palabras, si usted conecta dos dispositivos, uno con la versión HDMI 1.1 y el otro con la 1.2, el sistema se limita a la configuración de la función 1.1. A continuación vamos a analizar un resumen de la evolución del HDMI: es la especificación original que requería una conexión de audio/vídeo digital de un solo cable con un ancho de banda de 165MHz y una velocidad de transmisión máxima de 4.9 Gbps (suficiente para vídeo de 1080p). Con solo dos canales de audio fue lanzado en diciembre de 2002. HDMI 1.0:
HDMI 1.1: agregaba apoyo de audio de
múltiples canales para DVD-Audio (hasta 5.1 canales). Lanzado en mayo de 2004. agregaba apoyo para formatos de audio de un bit de múltiples canales como SACD (Super Audio CD). Incluía apoyo para conectores HDMI en computaHDMI 1.2:
Figura 37 - Conector HDMI en un TV/monitor.
doras personales (figura 37). Requería pantallas con de inoperabilidad, según la experiencia de los consumiHDMI 1.2 o posteriores para apoyar futuros dispositivos dores, la causa de la mayoría de los problemas es la imde bajo voltaje. Lanzado en agosto de 2005. plementación inapropiada o incompleta de la tecnología por parte del fabricante. Aún existen algunas incompaHDMI 1.2a: especificaba totalmente las funciones tibilidades en la señal de intercambio digital de informadel Control Electrónico del Consumidor (CEC) y los jue- ción del código de protección contra copia HDCP entre gos de comandos para las funciones de control remoto. los componentes con conexión HDMI. Esto ocurre esRequería que los fabricantes de cables presentaran lon- pecialmente cuando se transmite a través de un “Hogitudes de cables más largas para realizar pruebas adi- me”. Cada vez que se encuentran problemas como escionales en cuanto al acatamiento de las especificacio- tos, el grupo que genera el estándar contacta al fabrines. Para que un dispositivo pasara la prueba de 1.2a, cante y solicita que se resuelva el problema. En algunos todos los conectores HDMI requerían inspección y apro- casos, los mismos fabricantes han retirado los equipos bación de HDMI Licensing, LLC. del mercado. Lanzado en diciembre de 2005. (Algunos fabricantes Además de la conexión inicial, existen otras posibilihan optado por derivar la versión 1.2a y saltar directa- dades de mala comunicación entre los equipos. Al comente a la versión 1.3.) mienzo de este artículo se mencionó que este estándar admite comunicación de doble vía entre una fuente de HDMI 1.3: el ancho de banda se incrementó a vídeo y un televisor. Parte de esta conversación digital 340MHz y el máximo bitrate a 10.2Gbps (con un sobran- se conoce como "EDID" (Extended Display Identification te de capacidad para incrementar el ancho de banda en Data o Datos Extendidos de Identificación de Pantalla), el futuro). Se adopta el "Deep Color" que es un estándar lo cual le describe las capacidades del TV al equipo que soporta 10-bit, 12-bit, y 16-bit para mas de un millón fuente de video. La información EDID generalmente inde posibles colores (las versiones previas tenían la po- cluye el nombre del fabricante, el tipo de producto, la resibilidad de generar solo 8-bit). Lanzado en Junio del solución de pantalla, etc. Por eso, debido al EDID, dos 2006. No ha habido cambios físicos en los conectores dispositivos no sólo pueden conversar, sino que también HDMI en cuanto a cables y componentes, por lo que no pueden reconocer realmente con quién están hablando. tiene que preocuparse por comprar un cable que esté Y eso hace que sea posible la configuración automática, "clasificado" para una versión de HDMI en particular. lo que simplifica el problema al usuario. Pero los técniLa versión 1.3 ofrece un ancho de banda máximo cos estaríamos mas contentos si pudiéramos anular el que es más del docontrol automático ble del de las vercuando genera alsiones anteriores, gún problema y perpero mientras revimitirnos realizar una predisposición forsaba esta información, verifiqué las zada. especificaciones Teniendo en cuenta de Monster Cable todo esto, algunos que es la empresa de los problemas más comunes de mas importante del conectividad que rubro, y observé que todos sus cahemos captado de bles son totalmenlos servicios técnite compatibles con cos oficiales y las el 1.3. posibles soluciones A continuación o alternativas son hablaremos acerca las siguientes: de algunos problemas de conexión y FALLA 1 Sin imagen o sonido sus soluciones. Así luce la fuente de poder de un monitor DELL, Las diferentes utilizando HDMI del de todas formas la mayoría dispone de una versiones de HDMI reproductor de DVD arquitectura muy similar. pueden provocar al TV. www.toxico-pc.com algunos problemas Algunos equipos de
vídeo vienen de fábrica con la salida HDMI "apagada". Puede "prenderla" mediante el menú de configuración del reproductor o a veces presionando el botón "HDMI" en el panel frontal del equipo o en el control remoto. FALLA 2 Sin sonido cuando se utiliza la entrada HDMI del TV.
La mayoría de los televisores no tienen la decodificación incorporada para sonido envolvente Dolby Digital y DTS, y sólo pueden reproducir audio de 2 canales. Pero muchos equipos de vídeo equipados con HDMI vienen con una configuración de fábrica para enviar audio multicanal. Generalmente, el problema se soluciona cambiando la configuración de audio del reproductor a 2 canales (PCM). FALLA 3 Sin imagen cuando se conecta un receptor de cable a un TV.
Generalmente esto es culpa del receptor de cable, ya que muchos proveedores de cable locales aún no han mejorado el equipo de sus clientes con actualizaciones oficiales del fabricante o con nuevos receptores que sean compatibles completamente con televisores y receptores de A/V equipados con HDMI. Los clientes deben informar estos problemas a los proveedores de cable locales. Como con la mayoría de los problemas de conectividad relacionados con HDMI, una solución alternativa efectiva es utilizar las conexiones de vídeo componente y las conexiones de audio digital coaxial u óptica. En la Argentina la única solución posible es comprar un receptor de la misma marca que el original pero con las prestación requerida, porque los receptores que colocan los prestadores de cables son tan elementales que solo poseen salida de audio/video. Por supuesto hay que solicitarle al proveedor de cable que habilite el nuevo receptor. FALLA 4
Mensaje de "HDMI Error" cuando se conecta un reproductor de DVD HD a un HDTV. Algunos propietarios de las primeras versiones de los reproductores HD-A1 y HD-XA1 de Toshiba han tenido estos mensajes de error. Toshiba rápidamente solucionó este problema con una actualización de programa oficial descargable disponible en http://www.tacp.toshiba.com/tacpassets-images/notices/hddvdfirmware.asp. FALLA 5
No se obtiene audio multicanal con un receptor de A/V conectado entre una fuente de vídeo y un HDTV. Hicimos referencia a la comunicación inteligente HDMI de dos vías entre los componentes, pero a veces
realmente provoca problemas de conexión. Normalmente, el visor le cuenta al dispositivo fuente sobre las capacidades de audio y vídeo. Como virtualmente todos los televisores están limitados a una reproducción de audio de 2 canales, esa información se transmite al reproductor. Como muchos receptores de A/V emplean un tipo "repetidor" de conexión HDMI, el receptor simplemente pasa la información de 2 canales a la fuente, a pesar de la capacidad multicanal del receptor. Por lo tanto, el reproductor envía sólo audio de 2 canales al receptor, en vez del sonido envolvente de alta calidad. Resolver este tipo de problema de interoperatividad HDMI requiere una tecnología sofisticada, como la construcción de equipos especiales con microprocesadores. Lo que complica esta situación es que muchos componentes equipados con HDMI están diseñados para apagar las salidas de audio digital cuando la salida HDMI está en uso. Algunos services oficiales nos comentan que algunos modelos hacen esto y otros no (aun de la misma marca) y que ya informaron a las casas matrices sobre el problema. Como conclusión de este apéndice podríamos decir que el estándar HDMI es un adelanto maravilloso esencial para maximizar el rendimiento de su Home Theater, pero que parece haber salido un poco antes de estar optimizado. También se sabe que muchos fabricantes de DVDs, DVD HDs y Blu Ray limitan la definición de todas las salidas de video (salvo la HDMI) a 480p: si usted quiere 720p o 1080i o 1080p, están disponibles sólo por HDMI. La razón es que se trata de empresas que además de fabricar equipos tienen intereses en estudios cinematográficos o sellos editores de video y lo hacen para obtener una mayor protección anticopy. Cuando aparecieron los formatos de discos de alta definición DVD HD y Blu-ray, inicialmente parecía que las señales de calidad HD estarían disponibles solamente desde una salida HDMI de un reproductor (la señal disponible de las salidas de vídeo componentes sería forzada a una calidad menor que HD para desalentar la piratería). Millones de propietarios de televisores sin HDMI obtuvieron un indulto cuando los estudios decidieron activar esta "función" en ese momento. Pero algunos que tienen acceso a la información de la industria predicen que este tema derivará en el agregado de un logo que será colocado en los discos de alta definición a comienzos de 2009 o 2010. Nota: No existe ningún medio legal para convertir una señal digital desde una fuente de alta definición a una señal de vídeo por componentes del tipo analógico para enviar a un HDTV sin HDMI.
La idea de fondo es que si su HDTV no incluye co-
