Electronic a y Servicio 53

CÓMO DETECTAR FALLAS EN MICROCONTROLADORES DE TV CON Y SIN OSCILOSCOPIO Javier Hernández Rivera [email protected]

El microcontrolador se ha convertido en el dispositivo electrónico fundamental que gobierna las funciones principales de los televisores modernos: encendido, desmagnetización, auto-programación, monitoreo de señales y, en general, control pleno de la mayoría de los circuitos integrados que realizan las demás funciones de cada aparato. Por tal motivo, es muy importante que el técnico en electrónica domine la teoría básica sobre la forma en que el microprocesador regula dichas funciones, para que de esta manera pueda realizar con eficiencia las pruebas necesarias para verificar su funcionamiento. En el presente artículo presentamos además de los métodos tradicionales (osciloscopio), pruebas alternativas utilizando dos nuevos equipos de medición: el Televisor SuperLONG® y el medidor de Vpp.

30

Antes de empezar Es importante comentar que para realizar las pruebas en el microcontrolador recurriendo al método tradicional, necesitaremos forzosamente de un osciloscopio y un multímetro digital cuya resistencia de entrada sea de 10 MΩ en sus escalas que midan VCD; es importante que considere esta última recomendación, para que no se altere el voltaje del punto a medir y eliminar así posibles errores de diagnóstico (figura 1A). Pero, como no siempre se dispone de un osciloscopio, para diagnosticar cualquier falla ocurrida en el televisor y determinar si proviene o no del microcontrolador, puede entonces utilizar como equipos alternativos (figura 1B):

ELECTRONICA y servicio No. 53

Figura 1

B A

• El medidor de voltajes de pico a pico (VPP), que se puede conectar al voltímetro de CD. • El nuevo televisor SuperLONG®, poderosa herramienta de reciente aparición que incorpora funciones de prueba muy útiles para efectuar diagnósticos. Si usted desea conocer un poco más de las aplicaciones de este nuevo instrumento, le sugerimos consulte el artículo publicado en el número 50 de esta revista. Ahora bien, para conocer cómo realiza el microcontrolador algunas funciones y reconocer las pruebas a las que hay que someterlo, nos basaremos en un televisor Sony de reciente generación, que usa chasis BA-4D. En la figura 2 se muestra el

diagrama del microcontrolador y su ubicación dentro del circuito impreso.

Condiciones básicas de trabajo del microcontrolador Para que este dispositivo inicie sus actividades y entre en modo de espera o de Stand-by, requiere de tres condiciones mínimas (figura 3):

1. Voltaje de 5VCD o Vcc para su alimentación Este voltaje se encuentra referido a tierra Vss o GND. Debe estar libre de ruido o rizo (o sea, bien filtrado) y tener una tolerancia de ±10%. Para medir esta condición, se requiere de un voltímetro de CD.

Figura 2


31

Figura 3

I-Reset 30

xtTAL X001

24

I-osc

29

25

0-osc

28

5V

5VCD del circuito de reinicio (RESET)

2.2V

2.3V

26

Vss

5VCD

Vcc 27 5V

2. Reset de 5VCD Es un voltaje que aparece aproximadamente 50 milisegundos (un pequeño lapso) después de los 5V de alimentación. Esto tiene como finalidad reiniciar las funciones internas del microcontrolador. Para medir esta condición, se requiere de un voltímetro de CD.

Figura 4 Medición del cristal con el medidor de Vpp

3. Señal de cristal XTAL Esta señal oscilante con una frecuencia de 8 MHz, es proporcionada por el cristal marcado como X001. La razón de utilizar un cristal, es que proporciona una oscilación altamente estable que sirve para sincronizar de forma adecuada las funciones internas del circuito. Para medir esta condición, se requiere de un osciloscopio. Y con el multímetro debemos medir el voltaje de CD entre las terminales correspondientes, ya que dichos voltajes se alteran cuando el circuito deja de oscilar. Si usted carece de osciloscopio y desea comprobar la existencia de la señal proporcionada por el cristal, puede utilizar el medidor de voltajes de pico a pico Vpp tal como

32

24 xtTAL X001

Medidor Vpp

2.2V

Parte de IC001 25

2.3V

GND


se muestra en la figura 4. Cuando este aparato registra algún voltaje de valor considerable, significa que el cristal se encuentra oscilando. Las tres condiciones que acabamos de explicar, tienen que cumplirse plenamente; basta que alguna de ellas se altere (o baje su valor), para que se presente alguna falla; con este ejemplo, tras encender el televisor, éste se apagará en cualquier momento; y supondremos, erróneamente, que ha ocurrido una falla que activó a algún circuito de protección (con la pérdida de tiempo que esto implica). Otra consecuencia de que falte una sola de las tres condiciones recién especificadas, es que el televisor no encenderá; y es que el microcontrolador será incapaz entonces de comenzar a trabajar, nunca podrá emitir la orden de encendido (O-RELAY, terminal 6). Vea la figura 5.

Figura 5 Al circuito del relevado de poder

Pulso de encendido y de desmagnetización

Encendido Apagado

5VCD

Encendido

0VCD

6

0-Relay

Parte de IC001

Figura 6 A Líneas de Data y Clock Parte del micro IO-S CLK N 39

IO-S DAT N 37

IO- S CLK N 38

IO- BDAT 36

5V A el sintonizador, jungla y otros circuitos

5V

5V Sólo a la memoria 5V

B Prueba en líneas de Data y Clock

TV Long como trazador de audio GND

Se escucha un sonido agudo en la bocina

lizaremos el proceso de alguna de éstas funciones y explicaremos las pruebas que deben realizarse para descartar una falla en el microcontrolador.

Señales de DATA y CLOCK Desmagnetización Al circuito de desmagnetización

5V

Activada

0V

Desactivada

13

0-DGC

Análisis de funciones Como mencionamos anteriormente, el microcontrolador se ha convertido en el dispositivo electrónico fundamental que gobierna las funciones principales de los televisores modernos. A continuación ana-


Por medio de estas líneas, que transportan señales digitales codificadas (figura 6A), el microcontrolador logra comunicarse primero, en forma bidireccional, con la memoria. Esto sucede inmediatamente después de conectar la clavija del televisor al tomacorriente y de que aparecen las tres condiciones básicas para la activación del propio microcontrolador. Este proceso se llama intercomunicación entre circuitos integrados, y se abrevia con las siglas IIC ó I2C. Tal intercomunicación, tiene la finalidad de que el microcontrola-

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dor “solicite” a la memoria los datos que ésta almacena; se trata de los parámetros de funcionamiento y de servicio del televisor. Por medio de otras líneas separadas de DATA Y CLOCK, el microcontrolador se comunica después con el sintonizador y con otros circuitos integrados del televisor tales como la jungla (según se requiera).

Falla presentada Si dicha intercomunicación no se realiza correctamente en el chasis BA-4D, el televisor encenderá con la orden de encendido pero se apagará unos tres segundos después. También pueden presentarse fallas relacionadas con los parámetros que controla el microcontrolador.

Pruebas a realizar Para realizar la medición de los parámetros mencionados, normalmente se requiere de un osciloscopio. Pero hay una manera más práctica de comprobar su existencia: por medio de un trazador de audio como el que se muestra en la figura 6B, o de un amplificador de audio cuya resistencia de entrada sea de por lo menos 100 Kohms. En ambos casos se deberá conectar en cada una de las líneas de DATA y CLOCK. Y cada vez que el televisor sea conectado al tomacorriente o se requiera –por ejemplo– el cambio de canal o de algún parámetro controlado por el microcontrolador, en la bocina se escuchará una señal.

Desmagnetización del cinescopio Este proceso se lleva a cabo en el momento de encender el televisor. La orden sale por la terminal 13 del microcontrolador, y corresponde a la aparición de un voltaje de 5VCD que sólo dura tres segundos y después desaparece. Gracias a esto, el releva-

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dor de desmagnetización se activa por el tiempo suficiente para efectuar la desmagnetización.

Pruebas a realizar Para medir el pulso de encendido y el pulso de desmagnetización, se utiliza un voltímetro de CD; debe registrar un valor como el que se indicó en la figura 5. Y si no aparece el voltaje tal como acabamos de explicar, no se efectuará correctamente el proceso recién descrito; y entonces, aparecerán manchas de colores en la pantalla del cinescopio.

Auto-programación de canales Para realizar esta función, debe existir un canal de televisión en el aire (o por cable) con un buen nivel de señal. Y no debe haber fallas en el sintonizador que provoquen una señal de video deficiente, ya que a ésta se le extraerá el pulso de sincronía horizontal. Precisamente, este pulso le indica al microcontrolador que hay un canal en el aire y que lo tiene que memorizar. Y debidamente separado, este pulso, que se identifica como I-HSYNC, ingresa a dicho dispositivo por la terminal 16 (figura 7A).

Falla presentada El televisor no ejecutará la función de autoprogramación, cuando no exista pulso de sincronía en la terminal 16 del microcontrolador. Para asegurarnos que éste es el origen de la falla, primero debemos descartar otras dos posibles causas: que no esté presente un buen canal de televisión, y que en el circuito no haya ningún problema que pueda provocar una señal de video deficiente; y es que, como ya vimos, de estos factores depende directamente el pulso de sincronía.


Pruebas a realizar Para medir la señal de sincronía horizontal, debe usarse un osciloscopio. Este aparato sirve para medir directamente la amplitud (o Vpp) y la frecuencia de la misma. También se puede usar el medidor de voltajes Vpp, para cuantificar el nivel de dicha señal; y para medir su frecuencia, podemos emplear el contador de Hertz incorporado en el multímetro Protek (figura 7B).

Figura 7 A IC001 micro -0.1

16

Prueba alterna

I-HSYNC

5 Vpp H

Textos en pantalla OSD Con el apoyo de la memoria, el microcontrolador realiza internamente esta función. Para lograrlo, debe recibir pulsos de frecuencia horizontal y vertical correctamente sincronizados con el video existente. Estos pulsos se inyectan en las terminales 1 y 2 del microcontrolador; y luego de ser procesados internamente, permiten que la señal de OSD aparezca en forma codificada, y con los tres colores básicos, por las terminales 50, 51 y 52 (figura 8A).

B

TV Long como trazador de audio

IC001 micro -0.1

16

I-HSYNC

GND

Falla presentada Si por alguna falla no se presenta cualquiera de los pulsos, no aparecerán los textos en la pantalla del televisor. Por tal motivo, hay que realizar la medición de estas señales con uno de los métodos antes descritos.

Pruebas a realizar En la misma figura 8, se especifica el valor que se obtiene de los pulsos por medio de un osciloscopio; observe que podemos deducir su amplitud de voltaje y su frecuencia. La prueba alterna para determinar el valor de su magnitud, se puede realizar con el medidor de voltajes de pico a pico; y para saber el valor de su frecuencia, puede utili-


zar el contador de Hertz incluido en el multímetro (figura 8B). Recuerde que la señal de OSD que el microcontrolador entrega por las terminales 50, 51 y 52, es de pulsos codificados. Utilizando esta segunda opción, sólo se mide su voltaje de pico a pico, ya que no es necesario medir su frecuencia. Para una prueba adicional de los pulsos HP y VP, se puede utilizar el televisor SuperLONG® en su función de trazador de audio (figura 8C). Conéctelo en las terminales 1 y 2 del microcontrolador, y apreciará que en su bocina se escucha, respectivamente, una señal muy aguda (silbido) y una señal muy grave (motor).

35

Figura 8 A

Sincronía

1

I-HP

O-R

52

2

I-VPN

O-G

51

0-B

50

IC001

B

4.3 Vpp 15.7 Khz 4.3 Vpp .060 Khz

1

I-HP

O-R

52

2

I-VPN

O-G

51

0-B

50

Vpp

IC001

Se escucha una señal al conectarse en las terminales mostradas

C

1

52

2

51

0 VCD sin OSD 5 VCD con OSD activado

50 IC001

36


Al conectar el trazador de audio del televisor SuperLONG® en las terminales de salida del OSD, también escuchará un sonido en su bocina cuando se activen o se soliciten los textos en pantalla (por ejemplo, el menú).

Figura 9 A IC001 micro 17 I-PROT

Sistemas de protección Por la terminal 17 del microcontrolador ingresa una señal que le indica si existe algún problema que provoque la falta de barrido vertical o si éste se realiza pero no en forma satisfactoria. En ambos casos, el microcontrolador toma las medidas convenientes para proteger el fósforo de la pantalla del cinescopio; y también evita la reproducción de imágenes deficientes. Como es de suponerse (figura 9) la referencia que se usa para protección se ingresa al microcontrolador por la terminal 17 y proviene de la etapa de barrido vertical; ésta se toma del pulso de retroceso (o de borrado), tiene una frecuencia de 60 Hz que corresponde a la de barrido vertical y se identifica como I-PROT.

B 4.3 Vpp

IC001 micro 16 I-PROT

TV Long como trazador de audio GND

Falla presentada Si el microcontrolador no recibe la señal de protección que acabamos de describir, el televisor se apagará unos tres segundos después de haberle dado la orden de encendido. Recuerde que es el mismo síntoma que se presenta cuando existe un problema ocasionado por fallas en las líneas de DATA y CLOCK; específicamente por IC003 (memoria dañada). Ya explicamos las pruebas que deben realizarse para aislar el origen de la falla en ambos casos.

Pruebas realizadas En la figura 9A, se muestra la imagen que se obtiene al conectar el osciloscopio en la terminal 17 de protección de IC001. Se apre-


cia su forma de onda, su nivel de voltaje y su frecuencia. Todo esto permite hacer un diagnóstico rápido y certero, para saber si la falla proviene de esta sección. En la figura 9B se muestran los resultados obtenidos en la prueba alterna que se realizó en la misma terminal de protección con ayuda del medidor de voltajes de pico a pico y del contador de frecuencia. Y cuando el televisor SuperLONG® fue utilizado como trazador de audio, se pudo percibir por la bocina un tono audible de baja frecuencia. Esto indicó la presencia de la señal de protección.

37

Prueba de la memoria IC003 La memoria también puede causar fallas cuyos síntomas son iguales a los de los problemas que hemos estado considerando. En el televisor Sony con chasis BA-4D, podemos hacer una prueba muy efectiva de la memoria (figura 10); sólo hay que extraerla de circuito, y después conectar la clavija del televisor al tomacorriente; en ese instante, el televisor encenderá; y permitirá

Figura 10 Prueba de memoria

que el microcontrolador funcione con los parámetros originalmente programados en fábrica; la falla será eliminada entonces, si proviene de la memoria; mas como el televisor necesita de los datos de ajuste fino almacenados en la memoria, es de suponer que se presentarán algunos problemas (por ejemplo, la imagen será incompleta y el aparato encenderá apenas se haya conectado al tomacorriente). Cuando realice esta prueba, asegúrese que por lo menos en la fuente conmutada y en la sección de barrido horizontal no haya problemas que pudieran ocasionar daños graves al circuito.

Conclusión

Extráigala del circuito

Con la ayuda del osciloscopio o de ciertos aparatos sencillos que fácilmente podemos conseguir en el mercado, es posible hacer pruebas efectivas en el microcontrolador. Y hay una razón muy importante para llevarlas cabo: asegurarnos que dicho dispositivo está trabajando perfectamente, porque la mayoría de las fallas que suceden en la sección de control son provocadas por componentes externos adyacentes a ella.

Primer número de la edición española de ELECTRONICA Y SERVICIO

COMPROBACIÓN DE DIODOS Y CAPACITORES DE ALTO VOLTAJE EN HORNOS DE MICROONDAS Prof. José Luis Orozco Cuautle www.electronicayservicio.com

Entre los dispositivos que se utilizan en los hornos de microondas, están los capacitores y diodos de alto voltaje. Por lo general, la comprobación de estos elementos suele ser inexacta, debido a que los instrumentos que normalmente utiliza el técnico para realizar dichas verificaciones no pueden registrar fugas en estos dispositivos pues se requiere de un voltaje elevado para una prueba exacta. Sin embargo, para comprobarlos de manera efectiva, ahora podemos utilizar el Probador Universal de Componentes TIC 800, como se explica en el presente artículo. 54

Una opción novedosa Durante el tiempo que tengo dedicado al servicio e impartiendo cursos de actualización, he podido desarrollar una serie de recursos que ahora han tomado forma en un método que lleva mi nombre (Método del Prof. J. Luis Orozco Cuautle). La idea básica es dotar al especialista técnico de herramientas y pequeños instrumentos alternativos de bajo costo, cuando no dispone de equipos de medición que, si bien son necesarios, no siempre están a su alcance; precisamente, por medio de dichas herramientas e instrumentos es posible verificar de manera dinámica el estado de ciertos componentes que forman parte de los circuitos de un aparato.


En esta ocasión voy a utilizar el llamado Probador Universal de Componentes TIC800, mediante el cual es posible verificar el estado de componentes como diodos (rectificadores, zener y de hornos de microondas), VDR (usados en fuentes de alimentación), capacitores y transistores de potencia (figura 1). Observe que el probador debe ser conectado a la línea de CA y que cuenta con dos conexiones de salida, en cada una de las cuales existe un voltaje elevado, de aproximadamente 420 voltios.

Figura 2

Figura 1 importante que evite tocar las puntas de salida, pues el voltaje que entrega es elevado, como ya se mencionó.

Comprobación de los diodos 1. Coloque el diodo de alto voltaje sospechoso entre las dos terminales del probador, estando conectado el voltímetro en las terminales respectivas. 2. En ese momento, presione los dos interruptores con que cuenta el probador; de esta manera se empezará a realizar la comprobación del dispositivo (figura 3).

Método de comprobación A continuación describiremos cómo comprobar los diodos y capacitores de alto voltaje utilizados en los hornos de microondas.

Figura 3

Consideraciones previas Antes de realizar la comprobación de los componentes, debemos colocar en las terminales de salida del Probador TIC800 un voltímetro de CD para que a través de él se pueda registrar la tensión que entrega el probador (hay que presionar los dos botones con que cuenta el TIC 800, figura 2). Al momento de realizar las pruebas, es muy


55

Figura 4

3. Invierta la posición del dispositivo y observe que en una de las puntas se registra el voltaje que entrega el TIC800 (que, como ya mencionamos, es de aproximadamente 420 voltios) y en la otra aparece un voltaje de 5 voltios. Esta medición nos indica que el diodo se encuentra en buen estado (figura 4).

Comprobación de capacitores Antes de comprobar los capacitores de alto voltaje, queremos mencionar que existen dos posibilidades: la primera, corresponde a un capacitor con una capacidad aproximada de 1 microfaradio, mientras que la segunda es cuando el capacitor viene aso-

ciado internamente presenta una resistencia en paralelo de aproximadamente 10 megohmios. En la figura 5 se presentan el segundo tipo de capacitor; observe que se indica en el cuerpo del dispositivo que incluye una resistencia. Una vez aclarado lo anterior, la comprobación de estos dispositivos se realiza de la siguiente forma: 1. Conecte al probador TIC800 un multímetro, tal como se indicó en la prueba de los diodos (recuerde que debe estar en función de voltímetro de CD). 2. Instale el capacitor (que no tiene polaridad) en las terminales del probador; y observe en el multímetro cómo va subiendo el voltaje mientras mantiene presionado los botones del probador. 3. Cuando el voltaje llegue al máximo, retire las conexiones del TIC800, pero mantenga el contacto del capacitor en las conexiones del multímetro (figuras 6 y 7). 4. Si el capacitor se encuentra en buen estado y no tiene incluida la resistencia de 10 megohmios, el voltaje registrado en el multímetro se mantendrá sin ninguna

Figura 6

Figura 5

56


Figura 7

Si las lecturas indicadas para la prueba del diodo y el capacitor no son como las mencionadas, significa que hay daños en estos componentes.

Comentarios finales

variación. Sin embargo, si el capacitor que estamos verificando cuenta con dicha resistencia, al momento de retirar el probador el voltaje debe comenzar a disminuir lentamente.


Estas pruebas son lo suficientemente efectivas para comprobar el buen estado de los diodos y capacitores de alto voltaje usados en los hornos de microondas. En el próximo artículo hablaremos de la forma de comprobar diodos convencionales y zener, así como los VDR utilizados en las fuentes de alimentación conmutadas. Para cualquier aclaración de este equipo, favor de contactar con Centro Nacional de Refacciones a los teléfonos: 57-87-3501 y 57-87-94-45 de la Cd. de México o al siguiente correo electrónico: [email protected].

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COPIADOR DE MEMORIAS EEPROM CON PIC MICROESTUDIO Wilfrido González Bonilla www.electronicaestudio.com En muchos proyectos es necesario almacenar información, de manera tal que aun cuando el equipo sea desconectado de la fuente de alimentación, los datos estén disponibles en el momento de reiniciarlo. A veces, por ejemplo, se requiere almacenar números telefónicos, claves de acceso, fechas, precios, información sobre determinados instrumentos (voltaje, corriente), etc. Para resolver esta necesidad, las memorias seriales EEPROM son una buena alternativa; estos pequeños circuitos integrados de ocho terminales, son especialmente útiles cuando se quiere minimizar el número de Entradas/Salidas. Precisamente, en esta ocasión hablaremos de un proyecto para copiar memorias EEPROM.

Generalidades de las memorias seriales EEPROM De acuerdo con la manera en que nos comunicamos con ellas, las memorias seriales EEPROM pueden ser de tres tipos: Microwire, I2C y SPI. En este artículo estudiaremos solamente las dos primeras. Normalmente, las memorias EEPROM se distinguen por contar con ocho terminales: • Alimentación • Tierra • Uno o dos terminales para señales de datos • Una terminal para la señal de reloj • Algunas terminales de control Otra característica importante es que el tamaño físico de la memoria no tiene nada que ver con su capacidad, que puede ir desde algunas palabras hasta varios cientos de Kbytes. Además, el consumo de las memo-

Para la realización de sus Proyectos y prototipos con microcontroladores PIC, el Ing. Wilfrido González Bonilla lo puede atender en: República del Salvador No. 9 Loc. 8D México, 06000 D.F. Tel. 55 12 79 75 [email protected] • www.electronicaestudio.com

rias seriales EEPROM es mínimo, porque se construyen con tecnología CMOS. Por ejemplo, el consumo máximo cuando alguna de ellas está activa, es de más o menos un miliamperio; pero en modo de espera (Stand by), puede ser de apenas algunos microamperios. A continuación veremos algunos ejemplos de este tipo de memorias.

Memoria Microwire 93C66 Es una de las memorias más populares en su tipo, y tiene una capacidad de 4 Kbits (512 x 8 ó 256 x 16 bits). La velocidad máxima del reloj es de 2 MHz, y el tiempo de escritura de 10 milisegundos (figura 1). Figura 1 1

CLK

2

DI

3

DO

4

93C66A/B

CS

8

Vcc

7

NC

6

NC

5

Vss

Memoria I2C 24C08 Tiene una capacidad de 8 Kbits (4 x 256 x 8), con una velocidad máxima de reloj de 100 KHz y un ciclo de escritura de 2 milisegundos (figura 2).

Figura 2

1

A1

2

A2

3

Vss

4

24C08B/16B

70

A0

8

Vcc

7

WP

6

SCL

5

SDA

Un copiador de memorias EEPROM Sabemos que la cantidad de información almacenada en memorias EEPROM es tan variada como modelos, marcas y tipos de equipo existen en circulación. Esta variedad, de alguna manera, obliga al técnico a ser dependiente del consumo de memorias específicas compatibles con dichas marcas o modelos. Sin embargo existe una opción: PIC microEstudio cuenta con dos tarjetas que están enfocadas a la programación de memorias seriales: el módulo para copiar memorias 93C66 y el módulo para copiar memorias 24CXX, 24C00 a 24C08. Hablaremos de ambos módulos por separado.

Copiador de memorias 93C96 (clave 708) El funcionamiento del módulo es el siguiente: 1. En el zócalo BASE, se coloca la memoria programada que se desea copiar. 2. En el zócalo CLON, se coloca una memoria virgen. 3. Al oprimir el botón, el PIC copia el contenido de la memoria BASE en la memoria virgen. 4. Cuando los diodos “led” OK y BAD comienzan a destellar, significa que la operación de copiado está en curso. 5. Al final, uno de los dos diodos “led” se mantiene encendido. Si es OK, significa que el copiado se ha hecho con éxito; si es BAD, significa que la operación tuvo algún problema. En la figura 3 se muestra el diagrama esquemático de este módulo. Observe que el PIC16C505 es el corazón de esta tarjeta. 6. La terminal RB0 se conecta a la terminal CS (Chip Select) de la memoria BASE, y


+

Figura 3

Base 1

CS

+

CLK

330 1

0K

BAD

ORG

DI RB0

RB4

RB1

RB3

RB2

RC5

RC0

RC4

RC1

RC3

RC2

DO M1 1K CLON 1

RB5

NC

3.3K

CS

+

CLK 1K

PIC16C505

NC ORG

DI DO

+ M2

78L05 + INT

330

9 VCD ON .01

OUT

IN

la terminal RC0 se conecta a CS de la memoria CLON. Un nivel ALTO en CS, selecciona el CHIP correspondiente; un nivel BAJO lo deselecciona y lo pone en modo de espera (Stand by). 7. La terminal RB1 se conecta a la terminal CLK (Serial Clock) de la memoria BASE, y la terminal RC1 se conecta a CLK de la memoria CLON. La señal de reloj se utiliza para sincronizar la comunicación entre el PIC y las memorias. Durante el flanco positivo del reloj, las instrucciones, direcciones y datos se introducen a la memoria mediante la terminal DI. Du-


rante el flanco positivo del mismo, los datos son extraídos de la memoria mediante la terminal DO. 8. Las terminales de las memorias DI (Entrada Serial de Datos) y DO (Salida Serial de Datos) están unidas y conectadas al PIC. Esto significa que la termina RB2 se configura como salida, para transmitir Instrucciones/Datos; y que se configura como entrada, para recibir datos de la memoria BASE. De igual manera se configura la terminal RC2, para atender a la memoria CLON. Son siete las instrucciones que se le pueden dar a esta memoria: 1. Borrar/Escribir y Habilitar/Inhabilitar (Erase/Write, Enable/Disable). Observe que son dos instrucciones. Enable significa habilitar y Disable inhabilitar. Así, para entrar en los modos de Borrar/Escribir, primero debe enviarse la instrucción de Habilitar; y para salir de los modos Borrar/Escribir, se debe en-

71

Figura 4 TCSL

CS

CLK

DI

DO

1

0

1

+An

+++

A0

Dx

+++

D0

Dato

TRI-STATE

BUSY

READY

TWC

Código de WRITE 101

2.

3.

4.

5.

6.

Dirección

viar la instrucción Deshabilitar. El modo de Lectura (Read) no requiere de esta instrucción. Escribir (Write) La instrucción Escribir es seguida por los bits que se van a grabar en la memoria. Leer (Read) Con la instrucción Leer, los datos son extraídos de la memoria. Borrar (Erase) Con esta instrucción, se ponen en uno los bits de la dirección especificada. Borra todo (Erase All) Esta instrucción pone en uno todos los bits de la memoria. Escribe todo (Write All) Llena toda la memoria con el dato especificado.

Estas instrucciones se introducen en la memoria mediante un código de tres bits. Para todas las instrucciones, el primer bit es un 1; es el bit de arranque. Los otros dos bits definen la instrucción. Por ejemplo, para Escribir se envía el código 101.

1. Todo comienza con CS y DI en 0. 2. Se envía una instrucción Erase/Write Enable. 3. Se envía la instrucción Write, seguida de Erase/Write Disable. 4. Finalmente, CS se pone de nuevo en 0. Cada instrucción tiene cierto formato, y esto puede constatarse en las hojas de datos correspondientes. Vea la figura 4, en la que se ejemplifica el formato de la instrucción Write. Observe que la secuencia inicia cuando CS y DI están en 1 y en el flanco positivo del reloj; mientras tanto, DO se encuentra en Alta Impedancia. 5. Se introduce la dirección, y luego el Dato. A continuación presentamos el programa que acompaña este proyecto. De hecho,

Figura 5

Memoria base

Para escribir en la memoria, la secuencia de instrucciones sería la siguiente: Start

72

Memoria clon


usted puede descargar el archivo grab.zip de la siguiente dirección de Internet: www.electronicaestudio.com/articulos.

DEL DATO A LEER MOVLW

B’11001100'

TRIS

PORTB

call

L_recibe_8

;PIN PORTB,3 - BOTON

movf

data_rec,w

;PIN PORTB.4 - LED ROJO

movwf

data_H

;PIN PORTB.5 - LED VERDE

call

L_recibe_8

; - MASTER CLEAR INTERNAL

movf

data_rec,w

; - WDT NO

movwf

data_L

MOVLW

B’11001000'

TRIS

PORTB

DE DATOS

;PROGRAMA PARA COPIAR MEMORIAS 93X66X

;MPLAB PIC START PLUS

equ

0x08

bcf

portb,cs

data_rec

equ

0x09

retlw

0

data_H

equ

0x0A

data_L

equ

0x0B

data_HH

equ

0x0C

data_LL

equ

0x0D

L_envia_3

data_

equ

0x0E

movlw

3

data_env

equ

0x0F

goto

L_envia

cont0

equ

0x10

L_envia_8

CONT1

EQU

0X11

movlw

8

goto

L_envia

equ

152

L_hacia_mm

equ

192

WRITE

equ

160

;PON OFF EL CHIP SELECT

;RUTINA PARA ENVIAR 3, 8 o 11 BITS

;CONSTANTES PARA COMANDOS

READ

;CAMBIA A SALIDA EL BIT DE DATOS

addr

EWEN

;RECIBE 2os 8 BITS DEL DATO LEIDO

P=16C505, F=INHX8M

include «P16C505.INC»


;FUSES - INTERNAL NO CLOCK OUT

LIST

;CAMBIA A ENTRADA EL BIT

L_envia_11 movlw

11

L_envia movwf

cont0

L_env_a

;LOOP PARA ENVIAR

cs

equ

0

;EN PTO B - CHIP A COPIAR

clk

equ

1

;EN PTO C - CHIP COPIA

bcf

portb,din

;CERO

din

equ

2

btfsc

data_env,b7

;O DEPENDIENDO DEL BIT B7

dout

equ

2

bsf

portb,din

;UNO

bsf

portb,clk

B0

equ

0

B7

equ

7

MOVWF

OSCCAL

;BITS 0 Y 7

DATOS POR EL PIN DE DATOS

nop bcf

portb,clk

;CLOCK

rlf

data_env,f

;CORRIMIENTO DEL UN BIT

decfsz

cont0,f

;CONTROL DEL LOOP

;RUTINA DE LECTURA

goto

L_env_a

PARA CHIP A COPIAR

retlw

0

;CALIBRACION PARA CLOCK INTERNAL

GOTO

INICIO

L_READ_MM bsf

portb,cs

movlw

READ

movwf

data_env

call

L_envia_3

;PULSO ;DE

A LA IZQUIERDA

;PON ON EL BIT DE CHIP SELECT

L_desde_mm

;RUTINA PARA RECIBIR DATOS DEL PIN DE DATOS

L_recibe_8 ;ENVIA 3 BITS

movlw

8

COMANDO READ

movwf

cont0

movf

addr,w

clrf

data_rec

movwf

data_env

BCF

STATUS,C

call

L_envia_8

;ENVIA 8 BITS DIRECCION


L_reci_a

;LOOP PARA LEER

73

bsf

portb,clk

nop

EL PIN DE DATOS

movwf

data_env

;PULSO

call

e_envia_3

;CLOCK

movf

addr,w

bcf

portb,clk

rlf

data_rec,f

;CORRIMIENTO DE UN BIT

movwf

data_env

A LA IZQUIERDA

call

e_envia_8

bcf

data_rec,b0

movf

data_H,w

;ENVIA DIRECCION DEL DATO A ESCRIBIR

;ESCRIBE EN UN BYTE EL BIT LEIDO

;ENVIA COMANDO DE WRITE AL CHIP COPIA

;DE

btfsc

portb,dout

movwf

data_env

bsf

data_rec,b0

call

e_envia_8

bcf

status,c

decfsz

cont0,f

movf

data_L,w

goto

L_reci_a

movwf

data_env

retlw

0

call

e_envia_8

;RUTINA ENVIAR COMANDO

bcf

portc,cs

DE PERMITIR ESCRITURA

movlw

b’11001100'

tris

portc

;ENVIA 1os 8 BITS DEL DATO A ESCRIBIR

;ENVIA 2os 8 BITS DEL DATO A ESCRIBIR

e_EWEN_MM bsf

portc,cs

movlw

EWEN

;EN EL CHIP COPIA

data_env

bcf

call

e_envia_11

nop

portc,cs

retlw

0

bsf

bsf

portc,cs

movlw

READ

movwf

data_env

call

e_envia_3

portc,cs portc,cs portc,clk

;DE

;PON ON CHIP SELECT

bcf

portc,clk

;CLOCK

btfss

portc,dout

;SI HAY ‘UNO’ ESCRITURA

goto

e_chec_r_1

;SI HAY ‘CERO’ ESCRITURA

bcf

portc,cs

;PON OFF CHIP SELECT

b’11001000'

;HAZ SALIDA A PIN DE DATOS

TERMINADA ;ENVIA COMANDO DE READ

EN CURSO - REPETIR

addr,w data_env

call

e_envia_8

;ENVIA DIRECCION DE LECTURA

movlw

MOVLW

B’11001100'

;HAZ ENTRADA A PIN DE DATOS

tris

portc

TRIS

PORTC

retlw

0

call

e_recibe_8

movf

data_rec,w

movwf

data_HH

call

e_recibe_8

e_hacia_mm

data_rec,w

MOVLW

B’11001000'

TRIS

PORTC

bcf

portc,cs

retlw

0

;RUTINA P/ENVIAR 3, 8 o 11 BITS A CHIP COPIA


data_LL

;PULSO

nop

movwf

movwf

;PON ON CHIP SELECT

;RUTINA LECTURA CHIP COPIA

movf

movf

;PON OFF CHIP SELECT ;Y

e_chec_r_1 bsf

e_READ_MM

;HAZ ENTRADA PIN DE DATOS

e_chec_res

movwf bcf


e_envia_3 movlw

3

goto

e_envia

e_envia_8 ;RECIBE 2os 8 BITS DEL

movlw

8

DATO LEIDO

goto

e_envia

;HAZ SALIDA A PIN DE DATOS

e_envia_11


e_envia

movlw movwf

11 cont0

e_env_a e_WRITE_MM bsf

portc,cs

movlw

WRITE

;RUTINA DE ESCRITURA

bcf

portc,din

PARA CHIP COPIA

btfsc

data_env,b7

;PON ON CHIP SELECT

bsf

portc,din

bsf

portc,clk

nop

74


bcf

portc,clk

CALL

PAUSA

rlf

data_env,f

movlw

b’11001000'

decfsz

cont0,f

tris

portb

goto

e_env_a

movlw

b’11111000'

retlw 0 e_desde_mm

;RUTINA PARA RECIBIR

tris

portc

call

e_EWEN_MM

;LLAMA A RUTINA DE

clrf

addr

;PON DIRECCION DE DATO

DATOS DEL CHIP COPIA e_recibe_8 movlw

8

movwf

cont0

clrf

data_rec

BCF

STATUS,C

A LEER EN 0

portc,clk portc,clk

rlf

data_rec,f

call

L_READ_MM

;LLAMA A RUTINA DE

BCF

PORTB,4

;PRENDE Y APAGA LEDS

BSF

PORTB,5

CALL

PAUSA

call

e_WRITE_MM ;LLAMA A RUTINA DE

LECTURA CHIP A COPIAR

nop bcf

PERMITIR ESCRITURA

repite

e_reci_a bsf

ESCRITURA DE CHIP COPIA

data_rec,b0

btfsc

portc,dout

BSF

PORTB,4

bsf

data_rec,b0

BCF

PORTB,5

bcf

status,c

CALL

PAUSA

decfsz

cont0,f

goto

e_reci_a

call

e_READ_MM

retlw

0 PAUSA

CLRF

PORTB

CLRF

PORTC

;APAGA Y PRENDE LEDS ;PAUSA PARA QUE PARPADEEN LEDS ;LLAMA RUTINA DE LECTURA CHIP COPIA

;AL ENCENDER

CALL

;HAZ PAUSA PARA QUE PARPADEEN LOS LEDS

bcf

INICIO

;DEFINE PUERTOS

;BORRA PUERTOS B Y C

movf

data_HH,w

;COMPARA

xorwf

data_H,w

;DATOS

btfss

status,z

;A ESCRIBIR

goto

error_

;CONTRA DATOS

;AL HACER UNA SEGUNDA COPIA

movf

data_LL,w

;LEIDOS EN

BTFSS

PORTB,3

;CHECA BOTON DE INICIO

xorwf

data_L,w

;CHIP COPIA

GOTO

$-1

;NO

btfss

status,z

CLRF

PORTB

;BORRA PUERTOS B Y C

goto

error_

CLRF

PORTC

incfsz

addr,f

INICIO_0

INICIO_1

;SI CORRECTO INCREMENTA DIRECCION

CALL

PAUSA

goto

repite

;HASTA 255

CALL

PAUSA

BSF

PORTB,5

;PRENDE Y APAGA LEEDS

CALL

PAUSA

BCF

PORTB,4

CALL

PAUSA

GOTO

INICIO_0

CALL

PAUSA

CALL

PAUSA

BSF

PORTB,4

;SI ERROR PRENDE LED ROJO

CALL

PAUSA

bcf

portb,5

;Y APAGA LED VERDE

goto

INICIO_1

BTFSS

PORTB,3

GOTO

$-1

CALL

PAUSA

CALL CALL

error_

PAUSA ;PAUSAS PARA EVITAR REBOTE

;PAUSA DE 18.5 MILISEGUNDOS

MOVLW

24

PAUSA

MOVWF

CONT1

PAUSA

DECFSZ

CONT0,F

CALL

PAUSA

GOTO

$-1

CALL

PAUSA

DECFSZ

CONT1,F

CALL

PAUSA

GOTO

$-3

CALL

PAUSA

RETLW

0

end


75

BASE

1

Figura 6

+

A0

Vcc

A1

WP

+

A2 SCL Vss SDA COPY 1K 10K

1

+ DIPSWITCH 1K

1 +

RB5

RB0

RB4

RB1

RB3

RB2

RC5

RC0

RC4

RC1

RC3

RC2

330 330

CLON BAD

1

PIC16C505 SW

MEMORIA

1

24

00

2

24

01

3

24

02

4

24

04

5

24

08

OK

M1

+

A0

Vcc

A1

WP

+

A2 SCL Vss SDA 10K

M2

+

78L05 + INT 330

9 VDC

0N .01

OUT

IN

Copiador de memorias 24CXX (clave 709) El funcionamiento del módulo es el siguiente: 1. En el zócalo BASE se coloca la memoria programada que se desea copiar.

76

2. En el zócalo CLON se coloca una memoria virgen. 3. Con el DIPSWITCH, se selecciona el tipo de memoria que se desea copiar: • • • • •

1 2 3 4 5

para para para para para

la la la la la

memoria memoria memoria memoria memoria

2400 2401 2402 2404 2408

4. Al oprimir el botón, el PIC copia el contenido de la memoria BASE en la memoria virgen. 5. Cuando los diodos “led” OK y BAD comienzan a destellar, significa que la operación de copiado está en curso.


Figura 7 BUS ACTIVITY MASTER

S T A R T

SDA LINE

S

WORD ADDRESS

CONTROL BYTE

S T O P

DATA

P A C K

BUS ACTIVITY

A C K

A C K

Byte de control

Dirección

6. Al final, uno de los dos diodos “led” se mantiene encendido. Si es OK, significa que el copiado se ha hecho con éxito; si es BAD, significa que la operación tuvo algún problema. En la figura 6 se muestra el diagrama esquemático de este módulo. Observe que el PIC16C505 es el corazón de esta tarjeta. 7. El pin WP (Write Protect) de la memoria BASE se conecta a POSITIVO, para que no sea posible escribir en ella. En cambio la memoria CLON tiene su terminal WP conectada a tierra, para poder escribir en ella. 8. RB0 y RB1 se conectan a SDA y SCL de la memoria BASE. Por su parte, RC1 y RC2 se conectan a SDA y SCL de la memoria CLON. Por medio de estas conexiones, se obtiene control sobre la operación de lectura de la memoria BASE y sobre la

Dato

operación de escritura de la memoria CLON. 9. SDA y SCL forman un bus bidireccional. En este caso, el bus se controla por medio del PIC llamado Maestro; la memoria es el elemento Esclavo. Y aunque ambos pueden enviar o recibir información, el PIC es el que controla el flujo de información, el reloj SCL y las condiciones de START y STOP. 10. Cuando el bus no está ocupado, SDA y SCL se encuentran en alto. El PIC genera una condición de START, cuando SDA cambia de alto a bajo y el reloj SCL se encuentra en alto. Todas las operaciones comienzan con esta condición. 11. Para generar una condición de paro, SDA debe pasar de bajo a alto mientras el reloj SCL esté en alto. Todas las operaciones deben terminar con esta condición.

Figura 8

BUS ACTIVITY MASTER

S T A R T

SDA LINE

S

S T A R T

WORD ADDRESS (n)

CONTROL BYTE

S T O P

DATA (n)

CONTROL BYTE

S A C K

A C K

BUS ACTIVITY

Byte de control


Dirección

P O N

A C K Dato

A C K

77

Figura 9 En la figura 7 se ejemplifica la secuencia de escritura de un byte, y en la figura 8 la secuencia de lectura. Finalmente, en la figura 9, aparece la fotografía del módulo completo. Recuerde que usted puede encontrar los programas de este artículo, con el nombre de grab.zip, en: www.electronicaestudio.com/articulos.

Memoria BASE

START

Memoria CLON Selector de Tipo de memoria

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León, Gto. Justo Sierra No. 513, casi esq. con Constitución, Centro Teléfono: 636-31-98 y 636-31-99

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ST ANDBY

1

DISC

2

DISC

TIMER DISPLA Y/DEMO

SOUND CONTROL

MENU

MU

DISC

TUNING MODE

LT I C O N T R O L

3

VOLUME CONTROL

EX

DISC SKIP

.

SS


Figura 1

BA

Los componentes de audio de modelos recientes se distinguen por utilizar nuevas tecnologías en sus diferentes secciones; por ejemplo, el control de su operación general se realiza por medio de un microcontrolador. Esto, que es un beneficio y ventaja para el usuario, constituye un reto más para el técnico (pues es mayor la complejidad de la reparación; y a veces, debe terminar su trabajo con la realización de ajustes como el de BIAS). En el presente artículo mostraremos la técnica para realizar dichos ajustes, utilizando para ello un componente de la marca Kenwood modelo XD–303.

Los componentes de audio de modelos recientes se distinguen por utilizar nuevas tecnologías en sus diferentes secciones; por ejemplo, el control de su operación general se realiza por medio de un microcon-

BACK

SELECT

ENTER

OPEN/ CLOSE REVERSE MODE REC/ARM

TAPE EQ.

PHONES

PUSH OPEN

DECK A PLAY

PUSH OPEN

DECK B REC/PLAY

59

Figura 2 B DECK ERASE

R/P

(X28)

(X13) +12V

BIAS OSC

PLL-DO PLL-CE PLL-CLK PLL-DATA

J1

Q13, 14,16

BIAS TRAP

FM75 PLAY/REC HEAD SW IC2

GND DE-EMPH SD ST S-LEVEL

BA3126N

IC1

IC12 RDS DEMODULATOR

u-COM

CXA1498S

PLAY BACK /REC EQ.

IN

MPX

DATA CLK

REC AMP

Lch-OUT Rch-OUT

E/T TYPE ONLY

5V

IC11 M62498FP

M62498FP

IC3

+

FRONT L/R VOLUME

INPUT SELECTOR INPUT VOL. MAIN VOL. 3BAND TONE

TUNER (600mV)

AMP

TUNER PACK

PB

AM

OUT

ANT

J2 BASS BOOST CANCEL CIR.

BASS MID TRE MD/DVD IN

SUV VOL.

SOUND

INPUT ATT. SELECTOR

RDS IC

LOUDNESS

+

INPUT SELECTOR /E.VOL. DECK (580mV)

IC4

R/P

DATA CLK LATCH

BEAT CANCEL

IC101

L.P.F.

DATA/CLK SPEANA

CD (1.2V)

(X32)

IC1

CD DSP MN662748

Lch-OUT Rch-OUT

IC2 CN1

M30622MA-A42FP MAIN u-COM

RF AMP AN8806SB

CD MECHA CDM-35

A,B C1,C2

POWER RELAY

MAIN CLOCK (10MHz)

XIN

PICKUP/ LOADING DRIVER

A2

u-COM BACKUP

X1

RXD-503/553/653 (T/E TYPE ONLY) D.OUT (OPTICAL)

60


XOUT

D OUT

XCOUT

XCIN

(16.9344MHz)

A DECK

DECK MECHA

P CN2 (X07) K1

Q13,15

J2

AMP -10dB ATT. Q1,2

Lch

MUTE Q3,4

SPEAKERS Q14,16 OTHER ch

Rch

AMP

BASS REVISE CIRCUIT (X14) AC/DC PROTECTION H.P. J1

EXCEPT FOR K/P TYPE

J4 MTX SLch

S1

ON

MTX SRch

OFF

5V

(X14)

D3 STANDBY

TIMER

AEQ BEQ A/B REC-MUTE

BEEP MUTE ATT SP RELAY PROTECTION

D2

ED1 FIP IC1 FIP DRIVER

KEY1-3 KEY REMOCON INTERFACE

FIL

D51

XCIN

XCOUT

TIMMER CLOCK (32.768KHz)

DECK

+V -V

TUNER

GND

CONTROL IC ELECTRIC VOL MAIN u-COM

MAIN

Q11 12V AVR

D52 12V

GND

PICKUP DRIVER

CD DSP.RF AMP

X2

Q13 9V AVR

LOADING DRIVER

Q15 5V AVR

X32,Q2 5V AVR Q14 5V AVR

K1

+

-40V

-35V IC5 5V AVR

T1 GND

RXD-A33/A53/A53-GR RXD-303/303E/353/353E RXD-503/503E/553/553E/553-GR/553E-GR RXD-653/653E


61

Figura 3

5V

IC11 M62498FP

M62498FP

+

INPUT SELECTOR INPUT VOL. MAIN VOL. 3BAND TONE

TUNER (600mV)

FRONT L/R VOLUME

BASS MID TRE SUV VOL.

SOUND

INPUT ATT. SELECTOR

INPUT SELECTOR /E.VOL.

RDS IC

LOUDNESS

+

DECK (580mV)

IC4 L.P.F.

trolador; con unas cuantas de sus teclas frontales, es posible controlar y conmutar distintas funciones (Tuner, Tape y CD); y por medio de las mismas teclas de FF, RWD, STOP, PB, se pueden controlar las acciones de avance rápido, rebobinado, paro y reproducción, respectivamente. Otro factor que hace más funcionales estos aparatos, es el despliegue de datos en su visualizador; en los diferentes segmentos de éste, se forman mensajes y figuras vistosas. Además, cada nueva generación de equipos ofrece mayor potencia de audio; a la fecha, algunos tienen una potencia de hasta 10000 Watts PMPO (Pico Máximo de Potencia de Salida); para alcanzar estos niveles, emplean secciones de audiofrecuencia muy refinadas y mejoradas. Como ya mencionamos, todas estas ventajas que son un beneficio y ventaja para el usuario, constituye un reto más para el técnico (pues es mayor la complejidad de la

62

IC101 DATA CLK LATCH

DATA/CLK SPEANA

CD (1.2V)

reparación; y a veces, debe terminar su trabajo con la realización de ajustes como el de BIAS).

Estructura del modelo Para el desarrollo de nuestro tema, tomaremos como referencia un componente de la marca Kenwood modelo XD-303 (figura 1). En la figura 2 se muestra el diagrama a bloques de su fuente de alimentación y el resto del equipo. Por su parte, la sección de CD utiliza un mecanismo tipo de carrusel de tres discos con intercambio flotante, cuya finalidad es proporcionar al circuito selector de funciones una señal de audiofrecuencia análoga en modo estéreo con un valor de 1.2 voltios de pico a pico (figura 3). El circuito selector de funciones IC11 recibe también una señal análoga proveniente del sintonizador (TUNER) y una señal proveniente de la casetera (sección DECK),


con valor de 600 milivoltios y 580 milivoltios, respectivamente. Este circuito integrado realiza trabajos adicionales, debido a que también controla el nivel de volumen y las distintas ecualizaciones programadas o prefijadas manualmente; para ello se asocia al microcontrolador, el cual, a través de las líneas de DATA y CLOCK, es propiamente el que se encarga de que se realicen dichas acciones de control. Además, el circuito selector IC11 proporciona la señal de audio análoga seleccionada a la sección de audiofrecuencia de potencia. Esta última se forma con dos transistores Darlington, con circuitos preamplificadores, con circuitos de protección de sobrecarga y con circuitos de protección de corriente directa y de corriente alterna. Y todos estos componentes se asocian al microprocesador por medio de la terminal PROTECTION, la cual sirve para indicar que existe algún problema en la sección de audio o en los circuitos de protección y, a final de cuentas, para impedir que el equipo encienda.

Análisis de la sección de audiofrecuencia discreta A través del conector CN1, las señales de audiofrecuencia se aplican a sus terminales 1 y 3. Y en su terminal 12 está presente el voltaje de PROTECTION, que siempre debe tener un valor de 0 voltios (nivel lógico bajo); mas en caso de que haya nivel alto, el equipo entrará de inmediato en estado de protección (revise cuidadosamente la figura 4).

Circuitos de protección de sobrecarga o de sobrecorriente Se forman con los transistores Q17 y Q19 para el canal izquierdo, y con los transistores Q18 y Q20 para el canal derecho.


Los transistores detectores de protección de sobre carga tienen la responsabilidad de proteger al equipo; lo apagan, cada vez que aumenta el volumen, cuando se han dañado los bafles (alguna bocina está en corto) o cuando el usuario hace una mala conexión de las bocinas (por ejemplo, si alguna de ellas está de más).

Circuito de protección de corriente directa y corriente alterna Está compuesto por los transistores Q21, Q22 y Q23, los cuales se mantienen en modo de bloqueo cuando el equipo se encuentra funcionando correctamente; pero cada vez que haya riesgo de que el voltaje de corriente directa llegue a las bocinas, los transistores Q21, Q22 y Q23 empezarán a conducir; esto provocará que en el colector del transistor Q21 aparezca voltaje, el cual, gracias a la acción del zener D21, no debe ser superior a 5 voltios. Dicho voltaje también se hará presente en la terminal 12 del conector CN1, y luego llegará a la terminal PROTECTION del microprocesador; y éste, en respuesta, como medida de protección, ordenará que el equipo sea apagado.

Sección amplificadora de la señal de audiofrecuencia Esta compuesta por los transistores Q5, Q6, Q7 y Q8, los cuales trabajan como amplificadores diferenciales, realizan una primera amplificación de la señal de audiofrecuencia y equilibran la impedancia con el circuito de entrada. Los transistores Q9 y Q10 forman el paso amplificador de voltaje; y los transistores Q13, Q14, Q15 y Q16, que son del tipo Darlington, se encargan de amplificar la potencia del audio. En esta sección, al igual que en otras secciones de audio discretas, se utilizan tran-

63

Figura 4 POWER AMPLIFIER UNIT (X07-316X-XX) (A/2) 1.2V

Q13

1.2V

R35 6.8K 1/4W

R41 22

A +B

R33 13K 1/4W

1/4W

A

Q43

SP RELAY 11

11 12 C5 56P

BEEP 13 CONT. 14

R51 0.47 2W

R45 R47

D1 D3

+B B

D5

B

C72

D6

D8

R28 240

-1.2V

-1.2V R44 22 1/4W

B

R26

C10 330P

C14 10u35

-40.3V

R53 0.47 2W

560

R65

C85 10P R39 1.2K

R49

W67

D7

C13 10u35

C9 330P

C20 220P

C18 10u100 +

Q42 ON/OFF CONTROLLER

+B

D4

W61

VR2 330

R54 0.47 2W

R48

POWER AMP

R46

D2 560

R66

R50

-0.6V

Q14 41.8V

R34 13K 1/4W

R36 6.8K 1/4W

Q12

1.2V Q42

0V

R42 22 1/4W

+B

+

Q42

+

R32 13K 1/4W

Q14,16

R52 0.47 2W

R125 33K

Q43

Q16 R40 1.2K

R22 3K

R18 3K

37.0V

42.5V

0V

R126 10K

B

R112 150 1/4W

B

R123 5.6K

R30 1K

0.7V

+B PROTECTION 12

IDLING (Rch)

R38

D30

R127 3.9K 2W

A CLASS POWER SWITCHING

C16

2.9V

D33

Q44

Q44

ATT 10

R16 12K

C81 10u16 +

0.6V

R124 10K

9

13.2V

R24 47K

R128 100 1/4W

MUTE

Q8

C83 10u16

H.P Rch 8

-41.3V +

C26 47P

D32

7

B

+

Q10

0V

5 MUTE ON: 2.1V OFF: -1.6V

B

Q6 12.7V

C82 0.01

H.P Lch

C2 0.22u50 + +12V

SELF CHECK 5 6

R20 2.2K R8 1M

+B

R4 680

R2 1.5K

4

R133 100

Rch IN 3

-40.7V

0V

TEMPERATURE COMPENSATING -42.0V

100P

R99 1K

Q4

C12 C4 470P

R12 100K

R10 2.2K

0.7V

2/4

C

Q2

R14 47K

+12V

2.9V

-1.2V

Q11,12 C11 100P

A.GND 2

1/4W

-1.2V

IDLING (Lch)

-41.3V

+

R25

C19 220P

C17 100P

R6 2.2K

Q15 R43 22

Q9 R21 3K

R17 3K

C3 470P

R13 47K

R11 100K

R29 1K C25 47P

-40.3V

0.7V

X13CN4

-0.6V

VR1 330

R23 47K

Q7

-40.7V R9 Q3 Q1 2.2K

R5 2.2K

C29 100u50

C15

Q5

POWER AMP

+

3.3K C86 10P

C1 0.22u50 +

R19 2.2K

C30 100u50

MUTING

0V

R27 240

1

12.7V

Q3,4

R3 680

Lch IN

-10dB ATT

R1 1.5K

R15 12K

+12V

CN1

Q11

VOLTAGE AMPLIFICATION

0.6V Q1,2

Q13,15

Q9,10

DIFFERENTIAL AMPLIFIER

R7 1M

0V R31 13K 1/4W

R37 3.3K

4.25V Q5-8

1.2V A

+B POWER SUPPLY SW +B

+B

R131 330 2W

14

R132 330 2W +12V 15

12.2V

+12V

+12V

+12V A 4 +B

2/4

3 RTN.GND

CN2

2 POW.GND

X13WH4

1 -B

B

D

sistores compensadores de temperatura; se trata de Q11 y Q12, que, además de determinar el punto de trabajo de los amplificadores de potencia, impiden el sobrecalentamiento de los mismos; o sea, previa aplicación de la señal de audiofrecuencia, los transistores compensadores de temperatura tienen la responsabilidad de prefijar

64

la polarización base-emisor de cada uno de los transistores de potencia; y para prefijar de manera correcta este parámetro, es necesario ajustar debidamente los potenciómetros VR1 y VR2 (que aunque por lo general se denominan BIAS, en esta ocasión Kenwood los llama IDILING).


IDLING

The Dc voltage is measured with a RXD-353 (M TYPE).

R 4

D11

D15

CURRENT PROTECTION /CURRENT LIMITER Q17 R59

PROTECTION DRIVER

0V

R94

D9 10K

R72 10 1/4W

Q20

FRONT SPEAKER OUT

Q24

1.2V

BASS CANCEL DRIVER

Rch 2

R95 1M

P1

C8 0.47u50 +

R93

R92

R91

220K

220K

MATRIX SURROUND UNIT (X07- ) (B/2)

R104 3.3K 1W

0V

SURROUND SPEAKERS J4

D12

D16

+B

+B

22.0V

R106 1.2K 2W

K1

2 Lch E2

SPEAKER RELAY ON/OFF SWITCH POWER

1 2

WH1 MATRIX E1 1

2 R130

3

Lch

3

4

Rch

4

S1 MATRIX

1K OFF

1 Rch

Q31

A

+12V +B B

El ajuste de los potenciómetros IDILING debe hacerse cada vez que se cambien los transistores de potencia o cuando haya un sobrecalentamiento de la sección amplificadora de potencia. Si usted ajusta los potenciómetros de manera incorrecta o simplemente decide no ajustarlos, los propios transistores de po-


ON

DET

GND

ON: 0.7V

R103 2.2K R102 47K

11

R105 3.3K 1W

D31

42.4V

+B

Q18

+12V

CURRENT PROTECTION /CURRENT LIMITER

C21 33u16 +

R96 47K

C44 R60 3.3K

Lch 1

5

47K

J2

C61 4700P

14

W65

C42 0.22

D14 0V

+

C62 4700P

R64

4.7K

C51 100u10

12

Q23

R97

R62 3.3K

R82 39K

0V

D10

Q21

12.2V

-1.0V

VOLTAGE PROTECTION

Q22

R87 15K

+12V

R83 10K

R86 24K

R71 10 1/4W C43

C41 0.22

D13

-1.0V

43.5V

43.5V

W64

Q19

R81 39K

C84 4.7u50 + R84 15K

43.5V

D21

R57 1.6K

0V

R63 Q21

0V

R61 3.3K

4.7K

1K

R85

R55

C33

3.3K

42.4V

R56

3

C35 0.01

2

R58 1.6K

1

C36 0.01

L

C34

CN3

SIGNAL LINE GND LINE B LINE B LINE

tencia pueden resultar dañados por sobrecalentamiento. En el caso del modelo de equipo que estamos analizando, existe el riesgo de que el sobrecalentamiento cause daños en el bastidor del reproductor de CD; entonces no podrá reproducirse ningún CD, debido a que el disipador de calor de los transistores de potencia se localiza exactamente

65

debajo del ensamble mecánico del módulo reproductor de estos discos (figura 5).

Figura 6 Voltímetro de CD

10 mV

Procedimiento de ajuste Para ajustar correctamente los potenciómetros de IDILING o BIAS, proceda como indicamos a continuación: 1. Coloque el multímetro digital en función de multímetro de CD. 2. Conecte las terminales en los emisores de los transistores de potencia del canal que pretenda ajustar. No importa tanto la polaridad de las puntas de prueba; pero por norma, la punta de prueba negativa debe conectarse en el emisor del transistor NPN y la punta de prueba positiva se conectará en el emisor del transistor PNP. El componente de audio Kenwood XD-303 posee un conector de prueba: CN3 (figura 6). 3. Desconecte las bocinas, con el fin de evitar que los transistores conduzcan mientras esté desajustado su correspondiente BIAS. Si el desajuste de éste fuese muy pronunciado y los transistores estuvieran conduciendo, se dañarían de inmediato.

1

2

3

4

L (+)

L (-)

R (+)

R (-)

CN3

4. Ponga el control de volumen en su valor mínimo (nivel 0). 5. Conecte el equipo a la línea de CA, y enciéndalo. 6. Asegúrese que el nivel de voltaje de IDILING D sea de 10 milivoltios. Si no es así, ajústelo hasta obtener este valor pero con una tolerancia de +/– 2 milivoltios. H

H H

Hx5

Figura 5 H (X13-771) Hx2

Hx4

(X14-711)

Lx2

M H

709

FRONT SPEAKERS

Bx9

H

J2 H K

L J

(X07-316) (A/2) (X07)

66

L


Figura 7 R166 C106 W111

C155

F1

CN12

CN11

C38 W133 W68

D51

C37 C101

OG I R102

1 2

W203

O G I C161

C162

WH2

C102

IC1

W186

C103

13 12 W120

D15 D14

C104

A.V.R.

E1 WH3

W104

W94

W126

+5.1V

(EXCEPT M)

T1

W190

IC5 -33V A.V.R.

R162

C163

D18 R163

W146 B

D58

E

D57

D52

D59

Q5

7. Como a veces habrá riesgo de que se dañen los transistores de potencia (debido a un desajuste muy pronunciado), es recomendable que sustituya el fusible de línea de la polarización de los transistores de potencia (figura 7) por un foco de 60W. Una vez que lo haya hecho, proceda a ejecutar el procedimiento de ajuste tal como hemos señalado; tras conectar el equipo a la línea de CA, el foco deberá encender con gran intensidad; y conforme usted vaya ajustando y se aproxime al valor adecuado, la luz del foco tendrá menor intensidad.

D4 D3 D2

C105

D8

D1

Comentarios finales Es importante tomar en cuenta que el valor necesario para un ajuste correcto del BIAS de amplificadores de tipo HIGH POWER es diferente al valor que se requiere para el ajuste de BIAS de las fuentes de poder utilizadas en automóviles. Por eso es recomendable consultar el manual de servicio que en cada caso corresponda, para saber con qué valor debe ajustarse el potenciómetro respectivo.

Boletín de

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EVALUACIÓN DE ALTAVOCES PARA SONORIZACIÓN PROFESIONAL Primera parte Continuando con los reportes técnicos de ASAJI –una prestigiada firma que en pocos años ha logrado posicionarse en el mercado de equipos de publidifusión de alta calidad–, en esta ocasión el autor hace una evaluación de las características de los altavoces y su influencia en los sistemas de sonorización profesional. Desde el número anterior mencionamos que estos artículos son de gran utilidad tanto al especialista que se dedica al servicio de equipos de audio, como al estudiante y el ingeniero responsable de la sonorización de grandes ambientes. Le recomendamos que no pierda la secuencia de estas entregas que los ingenieros de ASAJI amablemente hacen a los lectores de “Electrónica y Servicio”. ELECTRONICA y servicio No. 53

Ing. J. Cuan Lee Ingeniería de Desarrollo e Investigación de ASAJI

La guerra de las potencias en los altavoces En múltiples ocasiones, hemos visto en los anuncios, aparadores y en las hojas de datos de algunos equipos de sonido, ciertas especificaciones que podrían calificarse como “espectaculares” y que se refieren a la potencia de estos aparatos como amplificadores y altavoces. Lógicamente, esto se

5

debe a la “guerra” comercial entre todas las marcas que existen en el mercado; con tal propósito de aumentar su número de clientes, lo que han aumentado es la confusión entre los usuarios. Por supuesto, los valores que se mencionan están justificados por los fabricantes en una forma u otra. En este artículo se describe el significado de dichas justificaciones.

Potencia RMS: Es el valor efectivo de la potencia que resiste el altavoz El significado de RMS proviene de las iniciales de Root Mean Square, que significa, matemáticamente, “la raíz cuadrada del valor medio (promedio) de la onda aplicada elevado al cuadrado”. Esta relación proviene del equivalente matemático del total de potencia disipada en forma de calor por una resistencia. Es el valor aceptado internacionalmente, y el único que puede utilizarse para el cálculo de sistemas de sonido. El valor que mide un voltímetro del tipo analógico (de aguja) es el valor de voltaje RMS, sólo en el caso de formas de onda de corriente alterna senoidales. Esto significa que si la forma de onda que mide un voltímetro analógico NO es senoidal, el valor medido NO será correcto. El valor RMS verdadero para cualquier forma de onda, debe medirse con un voltímetro RMS verdadero.

Voltios Los voltímetros digitales aproximan la medición al valor obtenido por los medidores de RMS verdadero; pero su precisión depende de la frecuencia de muestreo del medidor. Para medir la potencia eléctrica RMS aplicada a un altavoz, es necesario emplear un voltímetro RMS verdadero conectado a

6

las terminales de la bocina. El valor obtenido se eleva al cuadrado, y se divide entre el valor de la impedancia del altavoz; si, por ejemplo, medimos 10 voltios RMS verdadero entre las terminales de un altavoz de 8 ohmios, tendremos 10 x 10/8; esto nos dará una potencia de 12.5 watts RMS. La señal que se utilice para esta medición puede ser senoidal pura, pero nunca se parecerá a la del sonido. Por tal motivo, se prefiere el uso de una señal aleatoria que se conoce con el nombre de ruido rosa. El ruido rosa es una señal que, en forma aleatoria, contiene todas las frecuencias con la misma amplitud. En la figura 1, se muestra esta señal en la pantalla de un osciloscopio.

Figura 1

Oscilograma del ruido rosa

El ruido rosa es un sonido que se asemeja mucho al ruido producido por una cascada de agua. Es un sonido muy relajante, que también se aplica para terapias especiales. Puede generarse en forma simple, con un sintonizador de radio de FM; es el ruido que produce el receptor al cambiar de una estación a otra. También puede obtenerse por el ruido de componentes electrónicos de alta impedancia.


PHC (Capacidad de manejo de potencia) de un altavoz En un altavoz, la capacidad de manejo de potencia se encuentra relacionada con el IPM (Integrated Program Material) que maneja normalmente. El material de programa integrado que maneja un altavoz cuando reproduce el sonido normal, concentra la mayor cantidad de potencia en el rango de las bajas frecuencias; y va reduciéndose, a medida que la frecuencia aumenta; es decir, el conjunto de sonidos que reproduce normalmente un altavoz, tiene gran contenido de graves y poco contenido de agudos. Debido a lo anterior, la potencia que se especifica para los altavoces depende del material de programa integrado que va a manejar cada uno de ellos. Esto explica el hecho de que los altavoces de baja frecuencia (woofers) sean mucho más grandes que las unidades de frecuencias medias (squakers), y que los altavoces que reproducen las frecuencias más altas (tweeters) sean más pequeños. Se trata de una especificación seria, que es la más común para los altavoces. Su prueba consiste en aplicar ruido rosa al altavoz, a través de un filtro de IPM. Esto se hace de acuerdo con el tipo de altavoz a medir, y usando tal nivel de potencia que

Figura 2 Diagrama a bloques para probar la capacidad de manejo de potencia (PHC) durante un tiempo de prueba de 100 hrs. Generador de ruido rosa

Filtro de programa

Amplificador de audio con limitador

el altavoz resista 100 horas bajo estas condiciones, sin que exista una alteración de sus características de funcionamiento. En el diagrama a bloques que aparece en la figura 2, se muestra el conexionado que normalmente debe usarse para evaluar un altavoz y determinar la potencia PHC que resiste. En esta figura se muestran los bloques correspondientes al circuito de prueba, pero no los sistemas de control que se requieren; por ejemplo, debe existir un contador de tiempo que actúe durante la prueba y que registre el periodo exacto de duración en caso de que el altavoz sufra alguna avería; también deben existir las prevenciones necesarias en forma automática, en caso de que ocurra un incendio en el interior de la cámara de prueba. Todo esto es indispensable para la exactitud de la prueba y la seguridad del recinto en que ésta se realice.

Pico Máximo de Potencia Ocasional (PMPO) Como su nombre lo indica, es la potencia transitoria que resiste el altavoz para una señal que se repite sólo en forma ocasional. Aunque esta forma de especificar la potencia resulta poco seria, es muy comercial e impresiona a los “incautos” por la impresionante cantidad de watts que en un solo instante puede resistir un altavoz. No existe una relación eléctrica entre las potencias mencionadas, pues no hay relación matemática entre ellas.

Evaluación de las características y su influencia en los sistemas de sonorización profesional Respuesta de frecuencias

Cámara de prueba


Voltímetro RMs verdadero

Una de las características más importantes de los altavoces, es la respuesta de frecuencias; en ella se muestra el comportamiento

7

de los mismos ante las diferentes frecuencias a que estarán sujetos en condiciones de funcionamiento normal. Para poder interpretar los resultados de estas mediciones, debemos entender el significado del nivel de presión sonora (SPL) que aparece en la gráfica que se obtiene al medir la curva de respuesta de frecuencias del altavoz. El nivel de presión sonora (SPL), es la que genera un sonido determinado. Todos los ruidos o sonidos generan cierto nivel de presión sonora. La unidad de presión sonora es el microbar, que representa una presión de 1 dina por centímetro cuadrado. Usualmente, la representación de la presión sonora se hace en decibeles; y la referencia comparativa (0 dB) es una presión de 0.0002 dinas por centímetro cuadrado o, lo que es lo mismo, 0.0002 microbars. La razón de usar esta referencia, es que 0.0002 microbars son la presión sonora más baja que el oído humano puede detectar a una frecuencia de 1000 Hz. En la figura 3A se muestra la gráfica de presión sonora de una caja acústica de alta fidelidad (figura 3B). Es de la marca ASAJI,

y se usa para sonorizaciones profesionales. La respuesta de frecuencias se determina de acuerdo con los estándares internacionales; por ejemplo, los límites de frecuencias en que la atenuación es 10 dB por debajo del promedio de la octava más eficiente. En nuestra gráfica, la respuesta de bajas frecuencias iniciaría desde los 45 Hz; el límite de las altas frecuencias sale del alcance de la gráfica, o sea, es superior a los 20 KHz. Como puede apreciarse, la respuesta de frecuencias NO se parece a las respuestas de frecuencias de los amplificadores de sonido (en donde la gráfica es plana y sin picos ni valles). A lo largo de todas las gráficas de los altavoces normales, hay una gran cantidad de estos picos y valles. Esta gráfica se obtiene por medio de un sistema de medición computarizado en un cuarto anhecoico; se emplea un micrófono de medición calibrado con estándares internacionales, colocado a una distancia de 1 metro; y el altavoz debe estar consumiendo una potencia eléctrica de 1 watt, con una señal senoidal de 1 KHz como referencia (y que varía desde los 20 Hz hasta los 20 KHz, para realizar la medición).

Figura 3 Ejemplo de gráfica (SPL) nivel de presión sonora de un altavoz ASAJI.

A

8

B


El cuarto anhecoico, como su nombre lo dice, es un recinto acondicionado en sus seis lados con un material altamente absorbente cuyo espesor asegura la absorción en todo el rango de frecuencias. De esta manera, dentro la cámara no existen ecos ni reflejos del sonido. Este recinto debe construirse de modo que permita aislar totalmente el ruido del exterior, a fin de que las lecturas no se alteren con dichas perturbaciones. En la gráfica que aparece en la figura 3, se muestra el nivel de presión sonora a una frecuencia de 1000 Hz. El valor es de 89 dB a 1W y 1 metro. También podemos observar la respuesta a la banda de frecuencias, que favorece a la inteligibilidad de la palabra. Esta banda se ubica entre 2,000 y 10,000 Hz. Cuando se diseñan sistemas de sonorización profesional, debe contarse con tal información para garantizar claridad en la reproducción de la voz. Esto permite calcular los niveles de sonido que pueden obtenerse con los altavoces en los sistemas de sonorización profesional; así, podemos lograr una distribución adecuada de los mismos dentro de un recinto determinado; también permite calcular la potencia necesaria que debe aplicarse al altavoz, de acuerdo con las necesidades, ruido ambiental, inteligibilidad, etc. La especificación del nivel de presión sonora, aunado a una especificación seria de la potencia que resiste un altavoz, son datos muy importantes para el cálculo y diseño de sistemas de sonido profesionales. Téngalo en cuenta si se dedica a ello.

La norma para medir el patrón de radiación nos define una atenuación de 10 dB en su presión sonora, con respecto a la que se obtiene en el frente del altavoz. Para hacer la medición, se usa una sola frecuencia; y se toman los diferentes niveles de presión sonora, girando el altavoz 360 grados. Se obtiene entonces una gráfica diferente por cada frecuencia seleccionada. En general, los altavoces tienen un patrón de radiación casi circular para las bajas frecuencias. La radiación se vuelve más direccional, a medida que la frecuencia aumenta. De esta manera, los agudos siempre salen en una dirección coaxial frontal a la bocina y los graves salen por igual hacia todos lados. Por esta razón, es difícil localizar un sonido grave y es fácil encontrar un sonido agudo. En la figura 4 se muestra el ángulo de radiación del altavoz; es de 120 grados, pues la atenuación de 10 dB cruza por la gráfica polar a los 60 grados con respecto a su eje. Figura 4 Gráfica polar a 1KHz de un altavoz donde pueden observarse los puntos de atenuación de 10 dB. 30˚

60˚

Gráfica polar

-10 dB

-10

60˚

-5

0

dB

0˚

30˚

Patrón de radiación Otra característica que es de gran importancia para evaluar el funcionamiento de un altavoz, es su patrón de radiación o gráfica polar.


Para modificar este ángulo, es necesario cambiar el diseño físico del altavoz; por ejemplo, hay que cambiar su estructura, agregar algún elemento de radiación, etc.

9

En un sistema de sonido de publidifusión, el control de este ángulo de radiación es muy importante; principalmente en los sitios en que la absorción acústica es mala; por ejemplo en las iglesias, donde la cantidad de reflejos del sonido impide una buena inteligibilidad de la palabra. En casos como el anterior, se recomienda usar altavoces direccionales; tienen la propiedad de concentrar el sonido en el área que ocupan los oyentes, y evitan que el sonido difuso se incremente. Para controlar el ángulo de radiación, se aprovecha el efecto que a continuación describimos: Si colocamos dos altavoces separados en un mismo recinto que emiten la misma cantidad de potencia acústica, el aumento de presión sonora en el interior del mismo será de 3 dB (figura 5). Figura 5 Dos altavoces separados en el mismo recinto.

Figura 6 Dos altavoces juntos en el mismo recinto.

80 dB +6 dB A 80 dB

to será mayor; y es que ahora se tiene una ganancia de presión sonora de 6 dB, en vez de 3 dB (figura 6). Además de tener la ventaja de un incremento mayor en el nivel de presión sonora, tenemos un cambio en la gráfica de radiación del conjunto de altavoces. Este cambio reduce el ángulo de radiación, como se muestra en la figura 7. Observe que el ángulo se reduce de 120 a 60 grados, y que el incremento en la presión sonora es de 6 dB. Observe también que con cada aumento de 3 dB, la potencia acústi-

80 dB

+3 dB

Figura 7 A

Variación del ángulo de radiación de sonido del conjunto de altavoces. 80 dB -10 dB

30˚

60˚ Gráfica polar resultante

En el ejemplo que se ofrece en esta figura, cada altavoz emite una presión sonora de 80 dB. Cuando ambos se encuentran en el mismo recinto y se mantiene la fase entre ellos, la presión sonora total es de 83 dB; es decir, se incrementa en 3 dB. En caso de colocar en el mismo recinto dos altavoces juntos y en fase, el incremen-

10

0˚ -10

60˚

-5

0

Gráfica polar anterior

dB

+6 dB

30˚


ca se incrementa hasta llegar al doble; y en este caso, la potencia acústica aumentaría cuatro veces. El aumento de la presión sonora depende del número de altavoces conectados en fase para formar columnas de sonido (como las que se muestran en la portada), para los equipos de sonido de ASAJI. Estas columnas se recomiendan para recintos muy reverberantes que requieren gran inteligibilidad de la palabra.

Distorsión La distorsión se define como la “deformación de la forma de onda”. En sonido, la distorsión es “la deformación de la onda de sonido”. Todos los circuitos electrónicos generan distorsión; pero ésta se ha controlado de tal manera, que es muy pequeña en los circuitos. Esto no es así en nuestro transductor final, el altavoz, que es el elemento que más distorsión agrega a los sistemas de sonido.

Básicamente, se consideran dos tipos de distorsión que afectan al altavoz:

Distorsión armónica Es producida por la falta de linealidad en el desplazamiento del cono. En general, es más alta cuando se trata de frecuencias bajas en las que el cono actúa como pistón para desplazar el aire. Una de las principales razones de la falta de linealidad en el desplazamiento del cono, es la forma del campo magnético dentro del entrehierro, entre la pieza polar y la placa superior. En el centro de este entrehierro, el campo magnético podría considerarse homogéneo; sin embargo, en las partes extremas ya existe una deformación considerable del mismo. En la figura 8 se muestra un altavoz en corte, en donde se ejemplifica la posición de la bobina de voz dentro del entrehierro. El ancho de esta bobina es aproximado al espesor de la placa superior; pero cuando

Figura 8 Esquema de un altavoz mostrando sus partes y el detalle del campo magnético que rodea a la bobina de voz.

Pieza polar

Entrehierro

Región de campo magnético deformado Bobina de voz

Placa superior Placa inferior Imán

Dirección del movimiento de la bobina

Centrador Cono


Espesor de la placa

Canasta

11

la bobina se desplaza a lo largo de la cavidad del entrehierro, pasa por las regiones en que el campo magnético ya no es lineal; y por lo tanto, la fuerza que mueve al cono ya no es la misma. Lo anterior produce la distorsión armónica del altavoz. Se concluye, entonces, que el espesor de la placa superior influye mucho en la distorsión del altavoz.

Distorsión por intermodulación Se genera por la forma y el tamaño del altavoz. Las frecuencias altas deben ser reproducidas por altavoces de cono pequeño y ligero; las frecuencias medias deben reproducirse por altavoces de mediano tamaño y con conos de dimensión intermedia o unidades diseñadas para tal propósito; finalmente, las frecuencias bajas deben ser reproducidas por altavoces de gran diámetro cuyas dimensiones en el cono permitan el desplazamiento de grandes volúmenes de aire. Un altavoz único producirá una distorsión por intermodulación muy elevada. Un sistema de dos vías bajará la distorsión, mientras que un sistema de tres o cuatro vías reducirá la distorsión al valor más bajo posible. Pero el diseño de las redes de filtro (crossovers) se dificulta más, cuando aumenta el número de vías; y es que cada filtro produce un desplazamiento de fase, generando una sensación de falta de realismo para la reproducción del sonido.

Conclusiones Los altavoces son la parte más delicada de la cadena de reproducción del sonido. Del tamaño del imán depende la potencia que puede maneja cada uno. Sin embargo, su diseño interno y las pruebas descritas son los factores que determinan la elección del altavoz adecuado. Debe tomarse en cuenta la aplicación de los altavoces, para poder elegir el tipo de reproductor más conveniente. Con el fin de seleccionar los altavoces apropiados para un sistema de sonorización profesional, es necesario entender y atender con mucha conciencia las características mencionadas en este artículo. Por ello, los productos ASAJI mostrados en la portada de esta revista mantienen la calidad del producto; la fábrica cuenta con el equipo necesario para evaluar y calificar plenamente las características de los altavoces y componentes que se seleccionan para ser usados en sus bocinas y amplificadores de sonido. Este artículo ha pretendido dar una idea sencilla del significado de las principales características de los altavoces, para evitar los engaños comerciales y adquirir la costumbre de verificar más los datos técnicos reales de los mismos. Continúa en el próximo número

80

12


LA FUENTE REGULADA DEL CHASIS K1 DE TELEVISORES SAMSUNG Juan Briones García

INTRODUCCIÓN

En sus diferentes versiones, el chasis K1 de los televisores de Samsung ha utilizado el mismo tipo de fuente de poder para sus modelos de 14 y 20 pulgadas vendidos en los últimos cuatro años. En este artículo analizaremos su funcionamiento y estructura interna, y le daremos algunos consejos que esperamos resulten útiles para el servicio técnico.

El diseño original del chasis K1 ha tenido varios cambios, entre los que destacan los ocurridos en la matrícula de sus componentes, en su diagrama o en el número de cada una de sus partes. En su momento, cada cambio implicó la aparición de una nueva versión de este chasis; por ejemplo, desde el chasis K1 versión “A”, hasta el chasis K1 versión “12”.

Figura 1

IC802

Diagrama a bloques

AC IN

IC801 STR SMR 40000

Sistema de control HISO169A

KA 7630/1 MULTIREG

Transformador de conmutación

Regulador conmutador IC803

HC801


47

Tabla 1 Chasis Posición K1

IC

Descripción

Especificación

IC POWER

SMR-40000

La fuente del chasis K1 está compuesta por un circuito integrado de potencia, un circuito híbrido y un multi-regulador que sirve como control de encendido y apagado del equipo, en donde la base principal consta de los circuitos SMR40000 y HIS0169 (figura 1).

FUNCIONAMIENTO Y ESTRUCTURA INTERNA 1. Circuito de potencia: SMR-40000/40100 Es un circuito híbrido conmutador (switcheador) de potencia tipo convertidor flyback. Está formado por unos 20 componentes combinados, un MOSFET de potencia y un circuito excitador (drive) de compuerta. Es del tipo de resonancia parcial, propio para un circuito de potencia estándar de reducidas dimensiones. Cuenta con un cir-

No. de parte AA13-20002C

Alternativa AA13-20002N

cuito limitador de potencia y un circuito controlador de voltaje. Para consultar el número de parte vea la tabla 1.

Módulo de potencia: serie SMR-40000 (figura 2) Los valores máximos de MOSFET y circuito de control, se indican en las tablas 2A y 2B, respectivamente. De igual manera, las características eléctricas de MOSFET y circuito de control, se indican en las tablas 3A y 3B, respectivamente.

2. Circuito de control: HC 801 (HIS0169) Es un dispositivo de control y un complemento en la fuente del chasis K1. En sus resistencias de arranque tiene un circuito oscilador, y proporciona el voltaje negati-

Figura 2 3

2

Módulo de potencia, serie SMR-40000

1

+

5

4

48


Tabla 2 A

MOSFET

B Circuito de control

Conceptos

Símbolo

Unidad

Estándar Condiciones

Drain source voltage

VDDS

V

700

Power limit port VPL voltage

Gate source voltage

VGSS

V

30

Voltage control port voltage

Drain current (DC)

ID

A

6

Drain current (Peak)

IDP

A

18

Source current (DC)

IS

A

6

Loss

PT

W

30

Tc = 2.5° C

Avalanche current

IDA

A

6

Tc = 2.5° C

Channel Temp.

T ch

°C

150

vo de control que se necesita hacer funcionar al circuito limitador de potencia. Su estructura se muestra en la figura 3.

3. Circuito multi-regulador Un circuito muy importante es IC802 (matrícula KA-7630), cuyas diferentes funciones son:

Conceptos

Estándar

Condiciones

V

+ 25Vñ 15V

Tc = 2.5° C

VS

V

15V

Tc = 2.5° C

Operation Temp.

TOP

°C

ñ 20~65

Maintenance temp.

T stg

°C

ñ 55~125

1. Proporcionar el pulso de reset para el microprocesador, a través de la terminal 6. 2. Proporcionar un voltaje fijo no switcheado de 5V, a través de la terminal 9, para alimentar al MCU. 3. Proporcionar un voltaje fijo switcheado de 9V para las diferentes etapas osciladoras, FI de audio y video, a través de la terminal 8. 4. En la terminal 4, trabaja como control para la salida switcheada. 5. Controla las entradas de voltaje en las terminales 1 y 2, para regularlas de manera interna.

Multi-regulador de voltaje fijo

Tabla 3

A

Símbolo Unidad

MOSFET

Concepto

Símbolo

Uni Mín Tipo

Drain source voltage

VBR (DSS)

V

Drain interception current

IDSS

A

Conductance

gfs

S

ON Resistor

RD (ON)

Gate voltage

V TH

Input capacity

Ciss

Substitution capacity

C rss

Output capacit

C oss

250 5.0

Turn on time Turn off time

toff

nS

VDS = 500V, V GS = 0V ID = 3A

1.5

2.0

VDA = 10V

3.0

3.5

ID = 1mA, VDA = 10V

2.5

ton

Condiciones ID =1mA, V GS =0V

700

V pf

Máx

KA7630/1 es un multi-regulador de voltaje positivo. Sirve para proveer voltajes de salida de precisión de 5.1V, 8V (7630)/9V (7631) y una corriente de 0.5 a 12V con corriente de

B Circuito de control Concepto

Símbolo Uni

Máx Condiciones Test circuit 1)

9.3 9.8

Test circuit 2)

PPM

200

Application circuit

C/W

1.8

DS = 10V

Power limit

CR

s

230

V GS = 0V

Voltage Control voltage

VSD

V

400

F = 1MHz

Voltage control temp.

TC

85

ID = 3.0A, V GS = 10V

195

RL = 50

- ch-o


Tipo 22

825

Thermal resistor

Mín

8.8

49

1A con un transistor PNP externo. Un circuito de reset interno genera un pulso de reset, cuando la salida 1 disminuye hasta quedar con un valor inferior al del valor regulado. Las salidas 2 y 3 pueden desactivarse por la entrada TTL.

Figura 3 Estructura del circuito de control HC801 (HIS0169) 1

7 12W 10

220K

TV R10G

220K

4

Características

3

• Salida de corriente 0.5A (terminales 8 y 9). • Salida de corriente 1A con un transistor externo (terminal 10). • Salida de precisión fija (1.5.1V).

6

12W 330

P 103

C2701

8

12W 100

12W 22K

7.5V

12W 47K

5

Figura 4 Diagrama a bloques de la estructura interna del circuito multi-regulador Vin 1

Vin 2 2

1

OVP Bandgap reference

10uA

DEL.CAR

2.5v

Vin 1

+ -

3

9 Output 1 SCP

Cd 100nF

6 RESET

+

+

50mV sw

Vsys

Thermal shut down OVP

Vin 2

10K + 7

A614"Y"

-

Control

8 Output 2 SCP

+ -

SCP 10 Output 2, 3

1.4v

Output 3

5 GND

50

4 Disable


• Salida de precisión fija 2. 8V 2% (KA 7630) • Salida de precisión fija 2. 9V 2% (KA 7631). • Generador de señal de control para la salida de voltaje 3. • Rápido reset, para la salida de voltaje 1. • Salidas 2 y 3 desactivadas por entrada TTL. • Protección limitadora de corriente para cada salida. • Bloqueo por sobrecalentamiento.

Figura 6

P (np)

RL

R5

D801 C1

R4

Q1

Q2 R3

En la figura 4 se muestra un diagrama a bloques de la estructura interna del circuito multi-regulador.

+

P' (np')

R2

LA OPERACIÓN DE LA FUENTE DEL CHASIS K1 La entrada de AC85-275V se rectifica por medio de D801 y se filtra en C801. El voltaje filtrado de este último, al que también se le llama B+, entra en la terminal 1 de HC801. En esta terminal van conectadas las resistencias que dividen y estabilizan el voltaje de B+ en 1.3V; sólo así, éste podrá salir por la terminal 6 de HC801 y será enviado a la terminal 2 del SMR (figura 5). Cuando por medio de las resistencias localizadas en las terminales 1 y 6 de HC801 (R Start) se aplica en la terminal 2 (gate) de IC801 el voltaje obtenido de la terminal 6 Figura 5 D801 Linea A/C

Diodo rect.

HC-801 1 220K 220K

C801

22K

7.5V 5


6

del propio HC801, el transistor MOS de potencia es activado. Y una vez que este transistor se activa, la corriente fluye a través del embobinado P y se genera un voltaje en el embobinado P secundario. Este voltaje tiene la misma fase de P, y entra en la terminal 3 de HC801. El voltaje carga a C103P interno en HC801, y por la terminal número 6 de éste sale con destino a la terminal 2 del SMR. Dicho voltaje mantiene en conducción a Q1, como se muestra en la figura 6. La corriente que fluye por el embobinado P, se llama corriente magnetizadora; y aunque es almacenada en el núcleo, no debe saturarlo; de modo que si existen 0.6V de diferencia entre las terminales de R801, Q2 es activado y entonces disminuye el voltaje de la terminal 2 del SMR y del embobinado P1. De esta forma se controla el incremento de la corriente que fluye en el embobinado P; y al mismo tiempo, el campo magnético se contrae y produce dos efectos relevantes: la transferencia de energía a los

51

CONSEJOS PARA ELIMINAR FALLAS

Figura 7

P (np)

+

RL

R5

C1

R4

Q1

P' (np')

Q2 R3 R2

embobinados secundarios y la producción de una fuerza electromotriz inversa en el embobinado P 1 ; esta última polariza inversamente el gatillo de Q1, con lo cual manda a corte total al MOSFET (figuras 7 y 8). Cuando la corriente magnética disminuye hasta quedar en cero, se completa un ciclo de encendido/apagado.

Figura 8

P (np) R5

Q1

C1

Q2 R3 0.6v

R4

P' (np')

+ RL

Los primeros circuitos integrados multi-reguladores que se utilizaron, tenían las matrículas TDA8133 y TDA8139. Los que actualmente se utilizan, incompatibles entre sí, poseen las matrículas KA7630 y KA7631. Otra modificación sufrida por el chasis K1, tiene que ver con el circuito regulador IC803 que alimenta al IC amplificador de audio. En sus primeros modelos, este chasis utilizaba a IC803 para habilitar o inhabilitar la alimentación suministrada a dicho circuito amplificador; pero a la fecha ya no se utiliza, y la alimentación al circuito integrado amplificador de audio es directa; por eso se produce un zumbido en modo de stand-by, pues, aun en modo de espera, el IC amplificador no deja de recibir alimentación. Para solucionar este problema, es necesario agregar un circuito integrado regulador con matrícula KA78R12. Como ya mencionamos, IC802 sirve como switch principal y habilita la oscilación horizontal. Cuando existen problemas en las etapas de salida vertical u horizontal, se activan determinados circuitos de protección para evitar daños mayores al equipo. Pero esto dificulta el trabajo del técnico; puesto que debe reparar el equipo en cuestión y éste se mantiene encendido sólo durante tres segundos en promedio, no cuenta con suficiente tiempo para revisarlo como quisiera. En tal caso, conviene desconectar la terminal 4 del IC802. Una vez que lo haya hecho, se disparará la salida de la terminal 8 del multi-regulador y encenderá el equipo en modo directo. Tenga mucho cuidado al realizar esta operación, porque el equipo encenderá desde el momento mismo en que sea conectado a la línea.

R2

52


LOS MULTIPLEXORES Y EL MANEJO DE LA SEÑAL DE VIDEO Alberto Franco Sánchez [email protected]

Con la imposición definitiva de las técnicas digitales, han comenzado a desaparecer casi por completo los componentes mecánicos; ya no se usan perillas, potenciómetros y piezas similares, y sólo se han quedado las cosas absolutamente indispensables para realizar ajustes o movimientos de este tipo. En la actualidad, prácticamente todos los controles son digitales y se basan en botones. En este artículo conoceremos las características de los circuitos integrados responsables de distribuir y seleccionar entre las señales presentes, aquella que será enviada a la siguiente etapa de un circuito; también estudiaremos circuitos específicos que se utilizan en videograbadoras de varias marcas. ELECTRONICA y servicio No. 50

Introducción La tarea de seleccionar una de varias señales, es común en los sistemas electrónicos que conocemos. Dichas señales pueden ser de muy diversa índole: desde señales analógicas que codifican audio o video, hasta señales lógicas de control o que codifican también audio y video pero en formato digital. Los selectores de canales y las perillas de los antiguos modulares, son buenos ejemplos de la forma en que se realizaban tales funciones; sólo había que girar la perilla, para que se obtuviera el efecto deseado (subir o bajar el volumen, sintonizar uno u otro canal, etc.) Otros selectores, trabajaban mediante interruptores; todo consistía en cambiar la posición del “contacto”, en forma excluyente (es decir, sólo uno a la vez); se “botaba” cualquier opción que estuviese selecciona-

15

da en el momento de presionar otro botón, y sólo quedaba la nueva. En la actualidad, estos sistemas han dejado de utilizarse; por lo menos en los equipos electrónicos de consumo masivo, cuya tendencia ha sido reducir al máximo los componentes mecánicos. Recientemente, hemos pasado de los videos o animaciones en videocasete y del sistema mecánico de las videograbadoras, al llamado disco versátil digital (DVD) y a los métodos de lectura ópticos (que evitan la fricción y desajustes mecánicos propios de las videograbadoras) con que trabajan los reproductores de estos nuevos medios de almacenamiento de información. O sea, cada vez son menos los componentes mecánicos empleados en los equipos electrónicos; y se usan sólo los interruptores absolutamente indispensables. Pero aún existen en el panel frontal los botones con que se controlan las funciones básicas de –por ejemplo– un televisor (encendido, apagado, cambio de canal, aumento o disminución de volumen, etc.), porque el control remoto puede perderse o dañarse; y aunque es un tanto molesta, la solución inmediata (mientras se consigue otro control) consiste en hacer trabajar el aparato en forma manual. Pero hoy se dispone de sistemas que sustituyen a diversos componentes mecánicos; por ejemplo, las perillas de selección o llaves de cambio (como también se les conoce) han dejado su lugar a su equivalente electrónico: un circuito integrado digital llamado multiplexor. De él se deriva la multiplexación, que consiste en elegir una de las varias entradas presentes en el dispositivo (que es lo que se hacía con las llaves de cambio); y en vez de hacer girar una perilla, hoy se usan las líneas de control del multiplexor para elegir una de las varias señales que están presentes en las entradas

16

Usted pase, los demás esperen El multiplexor es un circuito lógico que acepta varias entradas de datos y que permite que sólo una de ellas pase. En la figura 1 se muestra el símbolo general de los multiplexores, MUX (como se les denomina en muchos textos) o SWITCHER (como se les identifica en los diagramas y hojas de especificaciones de algunos fabricantes). Figura 1

I0 I1

Salida Z

IN-1

MUX

Entradas DATA (de datos) Entradas de Selección (SELECT)

(SELECT) código de entrada que determina qué entrada se transmite a la salida Z

En dicha figura se muestran las tres principales características de los MUX: dos o más entradas (IN), líneas de control (SN) y una línea de salida (Z). Se utilizan las flechas anchas y no solamente una línea, porque es posible que haya palabras completas a la entrada; si por ejemplo se presentan varios grupos de ocho bits, uno de ellos puede seleccionarse para tener una salida Z de ocho bits. Cuando se trata de señales digitales, es común encontrar entradas de bits múltiples (bus); si son líneas analógicas,


lo más seguro es que encontremos una sola línea; y cuando sea necesario multiplexar varias entradas analógicas, se utilizarán varios multiplexores de dos entradas y una salida (más adelante daremos un ejemplo de esto). Antes de continuar, es preciso que puntualicemos algo: se dice que son 2 x 1, 4 x 1 etc., cuando, respectivamente, hay dos o cuatro entradas por cada salida; es decir, estos números hacen referencia a la cantidad de entradas por cada salida del circuito integrado. En la figura 2 se muestra el diagrama lógico de un multiplexor de dos entradas. Este sencillo diagrama, nos ayudará a entender cómo funciona dicho dispositivo lógico.

Figura 2 Multiplexor de dos entradas

I1

1

Entradas "DATA"

Z

I0

2

S

Salida

0 1

Z=I0 Z=I1

S Entrada "SELECT"

Se pueden observar dos compuertas AND. Recuerde que si en cualquiera de las entradas de ellas existe un CERO lógico, automáticamente su salida será CERO; o sea, para que haya un UNO en la salida, se requiere que todas sus entradas sean UNO. Como puede darse cuenta, cada una de las entradas del multiplexor está conectada a una de las entradas de cada compuerta AND. Las otras entradas de las compuertas AND se encuentran conectadas a una


línea de selección (S), la cual se conecta directamente a la segunda terminal de la compuerta AND1; por su parte, la compuerta AND2 toma la señal S por medio de un inversor. Todo esto, garantiza que las líneas provenientes de S siempre serán complementarias y que llegarán a las compuertas AND. Seguramente, usted conoce o intuye cómo trabaja el circuito en conjunto. Pero es mejor que lo expliquemos en forma detallada: 1. Pueden existir las dos entradas (I0 e I1) al mismo tiempo. Del valor de la entrada de selección S, depende cuál de las dos entradas estará a la salida: si S = 0, la compuerta AND1 recibirá un CERO y su salida será CERO (es como si la inhabilitáramos); y si, gracias al inversor, AND2 recibe un UNO, el valor de I0 será transferido a la compuerta OR (la cual, a su vez, lo enviará a la salida). El caso contrario, puede deducirse fácilmente. 2. La compuerta OR “suma” ambas entradas; y como una de ellas siempre es CERO, transfiere siempre el valor de la entrada que quedó habilitada. Esto se resume en la tabla de verdad para este circuito. Si bien tal situación es propia de un circuito lógico simple, no debemos olvidar que los multiplexores manejan, además de señales digitales, señales analógicas; y que para ello, emplean transistores y amplificadores. A continuación veremos cómo trabajan estos componentes en una videograbadora. Para el efecto, nos basaremos en la máquina Toshiba W808; observaremos que se requiere de varios de estos dispositivos, para, literalmente, conducir la señal de video al interior de la videograbadora.

17

La videograbadora Toshiba W808, un caso práctico

Figura 3 Entrada de S-Video

Salida de video Entrada de video

Esta videograbadora utiliza varios multiplexores en todas sus etapas; pero nos centraremos en la de video únicamente. En la figura 3 se muestra la parte posterior de este equipo de video, en donde se localizan los conectores de entradas y salidas del equipo. Se trata de un equipo estéreo, que cuenta con sus entradas y salidas de audio por cable RCA; sus líneas de entrada y salida son del mismo tipo; además, dispone de líneas de entrada y salida de súper video (S-VIDEO) y –por supuesto– de terminales de RF. Las líneas de súper video, hacen la diferencia entre este equipo y la mayoría de las demás videograbadoras. Más adelante veremos cómo se controlan estas líneas y las demás líneas de entrada y salida de video.

Entrada de RF

Entrada audio RL

Salida audio (L-R) Salida de RF

Línea de salida de S-video

Selector de canal (3/4)

res que van dirigiendo o, como se dice en términos de redes de computadoras, “ruteando la señal”. Algunos de los circuitos integrados que emplea son: • ICF02: MM1115XS: VIDEO SWITCH 2 IN 1 OUT • ICF01: BA7653AF: VIDEO SWITCH • IC322: BA7654F: VIDEO SWITCH 2 IN 1 OUT • ICF06: MM1111XS: AUDIO/VIDEO SWITCH

Los circuitos integrados Como ya dijimos, esta videograbadora utiliza varios circuitos integrados multiplexoFigura 4 TO EDS IC ICF02 C

VIN

Q309

6

Y

ICF01

5 3

1

7 7

3

3

LEVEL ADJ LPF

IC322 H 7

3

ICF06

1

L 2

3

3 16 2

INSEL 1 INSEL 2 FRONT SY2 / L2 TUNER VIDEO PB L COLOR KILLER SYNC DET Y SW C SW

18

CSNC 1 10 PB C IN 14 FSC IC2

3 IC2 4

Y OUT 8 C OUT 6

1

7 6

12 EE Y+C/PB Y

IC321 (1/3)

5 FRONT SC2

5 4

IC321 (2/3) 9 H 6 8 L 7

HU01 FREQ TRAP

LPF IC320 (not used) 4 ADIN Y OUT15 7 KILLER C OUT13 10 CFIN


En la figura 4 se muestra una sección del diagrama a bloques para la videograbadora Toshiba W808. Podemos apreciar el camino de la señal de video para los diferentes modos de operación de la videograbadora (PB, REC y EE). Las líneas interrumpidas indican el recorrido de la señal en modo REC, mientras que la línea continua indica el camino de la misma en modo PLAY.

Los circuitos MM1115XS y MM1111XS son casi iguales Al igual que cualquier otro circuito cuya matrícula comienza con MM, estos dispo-

Tabla 1A Tabla de configuraciones para los circuitos MM1111 y MM1115 Modelo

Entradas Salidas Circuito Voltaje "clamp" de alimentación

MM1111 MM1115

2 2

1 1

No Sí

4.6~13.0V 4.6~13.0V

sitivos son fabricados por la empresa MITSUMI. Son dos multiplexores de dos entradas y una salida, con una línea de control.

Figura 5 A Distribución de terminales y tabla de verdad del circuito integrado MM1111

B Disposición de terminales para el circuito integrado MM1115 en sus dos tipos de empaques. Además se presenta su tabla de verdad


Tabla de verdad para la entrada de control

SW L

OUT IN1

H

IN2

Tabla de verdad para la entrada de control

SW L

OUT IN1

H

IN2

19

Tabla 1B Valores característicos de voltaje para las entradas y salidas de los circuitos MM1111 y MM1115, con diferentes voltajes de alimentación

Voltaje de alimentación 5V

9V

12V

Unidad

Voltaje de entrada

2.77

5.02

6.71

V

Voltaje de salida

2.01

4.26

5.96

V

Voltaje de entrada

1.35

2.4

3.2

V

Voltaje de salida

0.59

1.65

2.45

V

Voltaje de entrada/salida

Modelo MM1111

MM1115

En la tabla 1 están especificadas las características eléctricas de ambos circuitos integrados, y en la figura 5 se muestra la disposición de terminales para los tipos de empaques en que pueden fabricarse. La única diferencia entre estos componentes, es el voltaje de entrada al que pueden responder adecuadamente; así lo indican los valores señalados en la tabla 1B.

Figura 6

En la figura 6 se muestra la sección del diagrama esquemático que contiene al ICF02 (MM1115XS). Una de las terminales de entrada de este CI se conecta al súper video (línea 21), que llega al pin 5. La otra terminal de entrada del circuito (pin 7) proviene de la entrada V IN (línea 17) del conector RCA. Por su parte, la señal de control (pin 6) proviene directamente del conector de súper video (línea 20). En la figura 7 se muestran las terminales que se encuentran en la parte posterior de la videograbadora; todas están numeradas

ICF02 SW Salida de video 2X1 ALL CLAMP

Figura 7 C

NC VCC

H

L

GND

NC

20 19

1 4 SU

2

3

4

5

6

7

8 REAR

+

Y 21

18

22

ICF06 SW de audio/video

23

ALL CAMP

CF13 B0.01

CF12 10u16V

RF11 75R

RF65 100R

1

RF21 4K7

RF66 100R

DF30 1SS131 DF19 SS131

DF18 1SS131 DF31 1SS131

20

2

GND 3

4

L 5

H 6

NC 7

8

JP290 (5)

+ + CF11 10u16V

NC VCC

CF27 B0.01

REAR

DF28 1SS131 DF29 1SS131

CF30 + KETSU

RF15 75R

CF29 B0.01

INSEL1

RF60 100R DF25 1SS131

DF24 1SS131


RF62 100R

(más adelante volveremos a hacer referencia a esta figura). Como puede darse cuenta, existe una primera selección por parte de la videograbadora; y esto se hace desde el conector de S-video, ya que si éste se encuentre conectado y entra en funcionamiento dicha línea será seleccionada para transmitirse a la siguiente etapa. El otro componente, MM1111XS (ICF06) tiene una aplicación similar; pero en este caso, una de las señales proviene de la línea 19 del conector de súper video y la otra de la entrada del micrófono. Este componente se controla directamente por medio del microcontrolador (TMP93CU76F), desde el pin 91 (INSEL1). Como se habrá dado cuenta, estos dispositivos actúan como “simples” interruptores de dos polos y un tiro; pero tienen la ventaja de ser totalmente electrónicos, y de que es posible controlar su conmutación en forma automática.

Diagrama a bloques

CTLa

IN2

A continuación describiremos el multiplexor BA7653AF, que es de tipo 3 x 1; o sea, posee tres entradas y una salida con dos entradas de selección. En la figura 8 se muestra el diagrama a bloques de este circuito integrado; también se hace una descripción de sus terminales, y se muestra su tabla de verdad. Este componente tiene un rango de voltaje de alimentación de entre 3.7 y 7.7V. En el caso práctico que estamos analizando, el voltaje de alimentación determinado por el fabricante es de 5V; las entradas (IN1IN3) tienen valores de entre 1.7V y 2.2V, y su salida es de 1V. Veamos ahora cómo funciona este componente en la videograbadora objeto de nuestro estudio. Para empezar, en la figura 9 se muestra la sección del diagrama esquemático en la que él se localiza. La entrada IN1 recibe la señal de salida del MM1115XS (recientemente descrito),

Descripción de terminales

Figura 8

IN1

BA7653AF

1

8

2

7

3

6

GND

OUT

Terminal número

Nombre de terminal

1

IN1

2

CTLa

3

IN2

4

CTLb

5

IN3

Input 3

6

VCC

Supply voltage

7

OUT

Output

8

GND

GND

Función

Input 1 Control input a Input 2 Control input b

VCC Tabla de verdad para las terminales de control

Logic CTLb

4


5

IN3

CTLa

CTLb

Salida

L

L

IN1

H

L

IN2

L

H

IN3

H

H

IN3

21

Figura 9

CF03 F0.01

CF01 KETSU

CF04 B0.01

8

7

6

5

VCC

G ICF01 BA7653AF VIDEO SWITCH

L H L

la manera en que se identifican sus terminales. Observe que su configuración interna es igual a la del circuito integrado MM1111XS; pero mientras que éste trabaja con una alimentación máxima de 13V, el Vcc máximo del BA7654F es de 9V. En la figura 11 se muestra la sección del diagrama esquemático en la que se localiza este dispositivo, mismo que a continuación describimos detalladamente:

H

1

2

3

4 REAR

INSEL 2

CF02 B0.01

CF05 B0.01

mientras que la entrada IN2 recibe la señal de micrófono. Finalmente, la tercera entrada (IN3) recibe la señal de video captada por la antena y procesada por el módulo de sintonía TMLH2X06A. Las señales de control provienen directamente del microcontrolador (INSEL1: pin 91; INSEL2: pin 92). Todas estas señales aparecen en el modo REC de la videograbadora. La salida de este dispositivo se envía en dos direcciones: hacia el pin 3 del chip BA7654F (otro MUX) y hacia Q401; la función de este último, es amplificar la señal que llegará al pin 7 de IC402 EDS (Z86131).

BA7654F al 2 x 1 Para terminar de describir los circuitos multiplexores empleados por esta videograbadora, ahora veremos el circuito BA7654F. Es uno más de los circuitos diseñados específicamente para el manejo de señal de video, y tiene el mismo principio de operación que los componentes antes descritos. En la figura 10, podemos ver la estructura de este dispositivo, su tabla de verdad y

22

1. La señal de la entrada IN1 proviene del módulo de video. Es la señal de luminancia (Y), y aparece durante el modo PLAY. 2. La otra entrada es una señal compuesta que proviene de ICF01, el cual ya analizamos. Dependiendo de la selección de este mismo componente, puede tratarse de una señal de luminancia (Y) o de una señal compuesta (Y + C) para el modo REC. 3. La línea de control para IC322, proviene directamente del microcontrolador. Este

Figura 10 Diagrama a bloques y tabla de verdad del circuito integrado BA7654F

IN1

1

8

GND

CTL

2

7

OUT

IN2

3

6

VCC

GND

4

5

Open.

Logic

Tabla de verdad CTL

SALIDA

L

IN1

H

IN2


Figura 11 JP268 (10) C337 B0.01

C322 SW Salida de video 2x1

G

1

8

L 2 REC Y/Y+C

7 H

3 4

VCC

6

NC

5

G

C339 B0.01

C338 B0.01

L331 0R

multiplexores; y así, la señal de video, que proviene de diversas fuentes (antena, S-video, etc.), es llevada a los circuitos procesadores de señal de las etapas siguientes de la videograbadora. Las líneas de control no provienen siempre del microcontrolador principal. Como acabamos de ver, a veces provienen incluso de dispositivos similares; por ejemplo, de otro multiplexor. Pero a final de cuentas, lo que importa es que sea definida la ruta que ha de seguir la señal.

Pruebas fuera de circuito

dispositivo selecciona una de dos señales, de acuerdo con el modo de operación en que se encuentre la videograbadora.

La idea completa En su totalidad, el proceso de selección de las señales se va dando a través de estos

A continuación especificaremos algunas de las pruebas que usted puede llevar a cabo para verificar si el circuito integrado se encuentra en buenas condiciones. Nos basaremos en dos de los circuitos integrados antes descritos, porque son representativos de los demás componentes de este tipo; por lo tanto, usted puede aplicar el mismo procedimiento para verificar el estado de cualquiera de ellos.

Figura 12 Circuito de prueba para el BA7653AF

IN1

C. Video In

1

8

2

7

GND

0.01µ

Lógica

CTLa

OUT

C. Video Out VCC

IN2

C. Video In

3

6

VCC +

0.01µ

47µ Lógica

CTLb

4

Lógica

5

IN3

0.1µ C. Video In

0.01µ


23

ICF01: BA7653AF En la figura 12 se muestran los componentes adicionales que se necesitan para alimentar al circuito y para manipularlo de forma independiente. Observe los capacitores que se encuentran en la entrada de Vcc, los cuales son importantes para la eliminación de probables ruidos de la fuente. Los capacitores cerámicos de las entradas de señal en las terminales 1, 3 y 5, también son necesarias para acoplar la señal con el circuito integrado. Las entradas de control son niveles lógicos, los cuales, en muchos de los casos, se determinan de acuerdo con el valor del voltaje de alimentación (Vcc). Recuerde usted que el valor de voltaje para un 1 lógico no es igual si se alimenta con 12V que con 5V. En nuestro caso, tomando nuevamente como base la videograbadora W808, el voltaje de alimentación para este circuito integrado es de 5.1V. En la figura 13 se especifican los valores que se presentan en condiciones normales para ICF01 (BA7653AF). En las columnas 3 y 4 se indican los valores de voltaje para los modos EE y PLAY, respectivamente. Si desea probar este dispositivo fuera del circuito complementario, puede alimentarlo con un voltaje cuyo valor sea diferente al establecido por el fabricante (entre 3.7V y

Figura 13

ICF01

24

PIN

EE

PLAY

1

1.72

1.72

2

0

0

3

1.65

1.65

4

0

0

5

2.12

2.12

6

5.08

5.1

7

1.04

1.04

8

0

0

7.7V). Pero recuerde que no debe trabajar con valores extremos, porque si ocurre alguna variación, por más pequeña que sea, puede causar problemas tanto en la lógica como en los valores de salida. El procedimiento es muy simple: 1. Aproveche las líneas de señal presentes en las entradas del chip, y manipule únicamente las entradas de control. Para ello, conviene utilizar interruptores «antirebote”; no son más que flip-flops que garantizan la conmutación lógica sin ningún tipo de ruido que provocaría “conmutaciones falsas”. 2. De acuerdo con lo que se indica en tabla de verdad de este circuito (figura 8), mediante un osciloscopio podemos comparar las señales de entrada con la señal de salida. Conecte un canal a la salida del chip, y el (los) otro (s) canal (es) a alguna de las entradas del mismo. Este procedimiento sirve para comprobar la tabla de verdad del MUX. Si desea aplicarlo fuera del circuito y con señales externas, sólo deberá asegurarse que el nivel de las señales no sobrepase el voltaje de alimentación; y que, por supuesto, no rebase los límites de voltaje de trabajo del circuito integrado. Recuerde que éste se ha diseñado específicamente para señales de video. Una recomendación más: asegúrese que las entradas de control siempre estén conectadas ya sea en un nivel alto (H) o bajo (L); si las deja desconectadas, correrá el riesgo de obtener lecturas erróneas o inestables.

IC322: BA7654F Ahora veremos un circuito de prueba más elaborado, que nos permitirá apreciar prácticamente todos los parámetros del circuito. No necesariamente se tiene que hacer


Figura 14 SW7

Circuito de prueba para el BA7653AF

2

1

1

8

2 1 1.0V

V

Clump

SW2

Clump

2

Vector Scorp

7

Vcc

2.5V

3

A

6 C10

Logic 4

1 3300p

C3 3300p

3 3300p

2 1 3 C4 C5 C6 1.0V 3300p 3300p 3300p

SG

OSC

todo esto, para saber si un chip funciona o no; pero lo proponemos, para que usted siempre tenga en cuenta las posibles situaciones que pueden presentarse en determinado momento; y para que en éste u otro circuito, pueda efectuar sin problemas las mediciones correspondientes. En la figura 14 se muestra el circuito de pruebas completo para el IC322 de la videograbadora Toshiba W-808. Estamos hablando del circuito BA7654F, que es un multiplexor 2 x 1 con una entrada de control. Con SW1, se controla el tipo de señal que deseamos alimentar en una de las entradas; por ejemplo, una oscilación, un tren de pulsos o cualquier señal que pueda controlarse o conectarse a tierra vía un capacitor. Lo mismo puede hacerse con SW3, pero para la otra entrada. Mediante SW2, podemos seleccionar el valor de voltaje para los estados lógicos.


47µ

SW3

2 C2

0.1µ

5 Open

SW1

C1

C11

SG

OSC

Estos valores son establecidos por el fabricante, para que se dé la transición; es decir, son valores fijos que sirven para establecer el valor lógico a las entradas del circuito. La terminal 6 utiliza capacitores para eliminar ruido, y un amperímetro para monitorear el consumo de corriente del dispositivo. Finalmente, la terminal 7 conduce al SW7. Este interruptor permite seleccionar entre un voltímetro o un osciloscopio; pero lo ideal es trabajar con este último. Y la frecuencia máxima con que puede trabajar este dispositivo en particular, es de 10 MHz.

Otros casos, otros equipos Sin entrar en detalles, ahora describiremos otros circuitos integrados y sus aplicaciones en equipos electrónicos. Así se dará

25

diferente, es que tiene una configuración más simple: la de interruptor.

Figura 15 CV37 100uF 16V

CV38 103 50V

CD4066BCM, el primo más sencillo

ICV02 4053B (DIP)

8.9V

16 VDO

3.9V

15

3.9V

14

Y

2

13 X1

Z1

3 3.9V

3.2V

X

Y0

Y1

1

3.2V

3.9V

Z

4 3.9V

3.2V

8.9V

8.9V

12

11

10

X0

C

B

Z0

5

8.9V

9 A

INH

VEE

VSS

6

7

8

Este circuito integrado es un simple interruptor controlado electrónicamente, en el que se cuenta con una sola línea de entrada, una línea de salida y –por supuesto– una entrada de control (figura 16).

Figura 16 C104

3.9V

683 50V (CHIP)

IC104 CD40668CM

usted cuenta de la forma en que pueden trabajar en diferentes circunstancias. En la figura 15 se muestra el multiplexor 4053B, que se utiliza en el televisor Samsung LCD403. Este aparato contiene una sección completa para el switcheo (conmutación) entre diversas señales, tales como la del canal R o L de audio y las señales de Y o C de video. El control de este chip proviene de otro dispositivo de switcheo: el TA8851, que es el circuito integrado principal de la etapa de conmutación. El integrado 4053B es un típico multiplexor CMOS. Usted puede solicitarlo con esta matrícula, aunque cabe señalar que sus letras iniciales varían de acuerdo con el fabricante; pero su configuración es igual para todos, pues se trata de un componente de propósito general. Para concluir con el análisis de los circuitos integrados de este tipo, en el siguiente apartado describiremos uno que a pesar de no entrar en la definición de multiplexor se puede considerar como tal porque funciona de igual manera que los componentes antes estudiados. Lo único que lo hace

26

1

VCC

2 VIDEO

COMP

CNTR

14 13

3

12

4

11

5

10

6

9

7

G

R302 0/10[CHIP]

R301 680K 1/10[CHIP]

8

Este circuito se utiliza en los televisores Samsung modelo CTC-43PRO (SP431JMFX) y CTC-52PRO (SP521JMFX), con chasis SPT52A. En la tarjeta principal se emplean varios chips de este tipo, básicamente para activar diversas señales mediante la presencia de la respectiva señal de control. La única diferencia de estos componentes con respecto a los dispositivos antes mencionados (multiplexores), es que poseen una sola entrada; mas como tienen el mismo principio de operación y son también de uso co-


mún, usted puede solicitarlos con la matrícula 4066BC si son del tipo DIP, con la matrícula 4066BCF si son del tipo montaje superficial tipo SOP14 y con la matrícula 4066BCFV si son de montaje de superficie del tipo SSOP-B14. Y tal como ya lo dijimos, las letras y/o números iniciales dependen de la compañía fabricante.

Recomendaciones para trabajar con circuitos integrados

similar al que se usa en la placa del equipo. O bien, si cuenta con la información correspondiente, aplique un nivel de voltaje que esté dentro del rango establecido por el fabricante; pero NUNCA utilice los valores extremos. • El valor del voltaje de entrada no debe ser superior al del voltaje de alimentación. Cuide que esto se cumpla, sobre todo cuando se trate de circuitos lógicos.

Comentarios finales Recuerde que para el manejo de circuitos integrados hay que tener ciertas precauciones. Si usted las aplica correctamente, el dispositivo no tendrá porque sufrir daño alguno. Estamos hablando de acciones como las siguientes: • Si usted va a retirar de la placa un dispositivo CMOS que quizá todavía se encuentra en buenas condiciones, no debe sobrecalentar las terminales. Recuerde que el exceso de temperatura daña los componentes. • Cuando trabaje con dispositivos lógicos, asegúrese que TODAS las entradas estén polarizadas; es decir, conéctelas de tal forma que tengan un estado lógico estable. Y si no se van a usar algunas de las terminales, habrá que conectarlas a tierra o a Vcc por medio de un capacitor cerámico (igual que como se hace en el circuito de prueba para los multiplexores). • Si quiere hacer pruebas sobre la placa del aparato y va a usar señales externas ya sea en las entradas o líneas de control, verifique que las terminales del chip estén perfectamente aisladas del resto del circuito para evitar que se dañen los componentes adyacentes a ellas. • En caso de que vaya a trabajar con el circuito fuera de la placa, procure hacer las pruebas con un voltaje de alimentación


Una vez especificadas las recomendaciones más importantes que deben tenerse en cuenta para manipular circuitos integrados, veamos otras situaciones en las que usted puede llegar a encontrarse. Si, por ejemplo, no encontrara los reemplazos exactos, tendría que solicitar las nuevas piezas por su número de componente (4066, 4053, 4051, etc.); proceda de esta manera cuando se trate de circuitos de propósito general, pues su nomenclatura es igual en casi todas las marcas existentes en el mercado. Pero cuando vaya a sustituir dispositivos de propósito específico (por ejemplo, los multiplexores diseñados para video), verifique primero la constitución interna de cada uno de ellos; compare las piezas originales con las nuevas, hasta estar seguro de que estas últimas son exactamente iguales; y si no es así, cómprelas sólo en caso de que esté razonablemente seguro que tendrán un desempeño similar al de aquellas; pero en cuanto le sea posible, consiga e instale los dispositivos de reemplazo exactos. Si usted brinda servicio a equipos de audio y video, es posible que, dependiendo de la falla específica que se presente, sus sospechas hayan recaído primero en determinada etapa; y las veces que no ha podido comprobar esto de inmediato, se debe a que algunas etapas localizadas antes no es-

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taban funcionando correctamente; por lo tanto, se ha visto en la necesidad de comprobar primero las condiciones de los componentes de las etapas que anteceden a aquella en la que recaen sus sospechas; o bien, sólo se ha dedicado a verificarlas, tras estar razonablemente seguro de que ahí se encuentra el componente dañado. Por ello, es conveniente que usted se entrene en los procedimientos para sustituir componentes. Por lo pronto, consulte en el número 35 de Electrónica y Servicio el artículo Uso de los manuales de reemplazo de semiconductores NTE y ECG; ahí se plantea el uso de los manuales de sustitución, y sobre todo de los manuales electrónicos o en línea (vía Internet); en particular los de NTE, que es un proveedor de sustitutos muy grande; y aunque no cuenta con sustitutos para todos los circuitos integrados, sí ofrece reemplazos para todos los componentes discretos (transistores, diodos, etc.) y para todos los circuitos integrados de propósito general (circuitos lógicos CMOS, TTL, etcétera). Por último, le recomendamos que consulte una serie de páginas de Internet en las que puede descargar las hojas de especificaciones del fabricante; ahí encontrará información sobre el sustituto ideal del componente que se ha dañado: http://samsungelectronics.com/ semiconductors/system_lsi/ (Página de Samsung, para los componentes LSI de sus equipos electrónicos). http://www.semiconductors.philips.com/ (Página de Philips, para las hojas técnicas de sus semiconductores).

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MECANISMO DE TRES DISCOS EN REPRODUCTORES DE CD SHARP Alvaro Vázquez Almazán

Como hemos dicho repetidamente, uno de los principales problemas en el servicio de mantenimiento a equipos de audio, es la sincronización mecánica de su módulo reproductor de discos compactos. Continuando con esta línea de artículos, ahora explicaremos el procedimiento para desensamblar, sincronizar y ensamblar el mecanismo de tres discos utilizado en los reproductores de CD, modelo CD-BA 180, de la marca Sharp. El material es un extracto de la Guía Rápida titulada “Servicio a Mecanismos de Reproductores de CD Aiwa, Sharp, Sony y Pioneer”.

Desensamblado Para tener acceso a los circuitos electrónicos del reproductor de discos compactos y al ensamble mecánico, es conveniente retirar los 11 tornillos que sujetan a la cubierta del gabinete. Después de esto, con el fin de retirar la cubierta superior, deslícela hacia arriba.

42

Tornillos


Tras haber retirado la cubierta del gabinete, podrá observar todos los circuitos involucrados en el funcionamiento general del sistema: la fuente de alimentación, el reproductor de discos compactos y su sistema mecánico, la tarjeta principal y la tarjeta frontal.

Ensamble de CD

Tarjeta frontal

Mecanismo de tocacintas

Para retirar el ensamble del reproductor de discos compactos, existen dos posibilidades: 1. Conecte el equipo a la línea de alimentación de corriente alterna, y oprima el botón OPEN/CLOSE para que la charola del mecanismo salga. En ese preciso momento, retire el frente de la puerta de la charola; sólo jálela ligeramente hacia arriba. Una vez liberada la puerta, vuelva a oprimir el botón OPEN/ CLOSE para que la charola se introduzca.

2. Gire la palanca del seguro de la charola en el sentido de las manecillas del reloj, y después jale la charola hacia fuera. Para retirar el frente de la puerta de la charola, jale ésta ligeramente hacia arriba. Tras haber liberado la puerta, empuje la charola hasta que quede en su posición original.

Botón open/close

Palanca del seguro

Retire los dos tornillos que sujetan al ensamble del reproductor de discos compactos, de manera que el sistema mecánico quede libre y pueda ser manipulado con facilidad.


43

Seguro plástico

Libere los dos seguros que sujetan a la placa de fijación (clamp), y jale ésta hacia arriba. Libere el tornillo que sujeta a la charola del carrusel, y jale ésta hacia arriba.

Clips sujetadores

Para retirar el ensamble del recuperador óptico, libere los dos seguros plásticos que lo sostienen. Así tendrá mayor comodidad para realizar los ajustes y pruebas correspondientes.

Engrane CAM

Punto de extracción

Después de haber retirado el ensamble del recuperador óptico, retire el tornillo que sujeta al engrane CAM. Para extraer éste, jálelo hacia arriba. Compruebe el estado de los engranes de carrusel; si es necesario, aplíqueles grasa para mecanismos. 44

Para retirar la charola, deslícela hacia afuera hasta que las muescas coincidan con los puntos de extracción. Una vez logrado esto, ya sólo tendrá que levantar la charola. ELECTRONICA y servicio No. 53

Ensamblado y sincronización mecánica Antes de devolver la charola a su sitio original, asegúrese que las guías plásticas del chasis del mecanismo coincidan con los rieles destinados para ello en la propia charola.

Postes guía

Al colocar el engrane CAM, haga que su riel coincida con la guía del ensamble del recuperador óptico. Si no coinciden, el recuperador óptico no podrá colocarse en posición de lectura; y por lo tanto, no funcionará el sistema mecánico.

Riel de deslizamiento

Antes de fijarlo con su respectivo tornillo, compruebe que el seguro de movimiento coincida con el primer diente del engrane CAM.

Finalmente, al colocar el carrusel en su sitio original, asegúrese que su orificio coincida con el seguro plástico. Después fije el carrusel e instale la placa de fijación. ELECTRONICA y servicio No. 53

45

Electronic a y Servicio 53

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