Mant y Rep de Rep de CD

Centro Japonés de Información Electrónica Rep. Argentina - $12

MANTENIMIENTO Y REPARACION DE REPRODUCTORES DE COMPACT DISC

MANTENIMIENTO Y REPARACION DE

REPRODUCTORES DE COMPACT DISC

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA Guía general para el mantenimiento Búsqueda y solución de fallas Montajes de instrumentos para ajuste y reparación

Ajustes de servomecanismos con y sin osciloscopio Análisis funcional de los reproductores de CD Sustitución y recuperación del lector óptico Mecanismos de selección de discos

PRESENTA

MANTENIMIENTO Y REPARACION DE Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc. Disc Del Original: “Servicio a Reproductores de Compact Disc” preparado por el Centro Japonés de Información Electrónica, editor de la publicación:

REPRODUCTORES DE COMPACT DISC Preparado por el

Fundador Profr. Francisco Orozco González

Centro Japonés de Información Electrónica

Dirección editorial Lic. Felipe Orozco Cuautle ([email protected]) Dirección técnica Profr. J. Luis Orozco Cuautle ([email protected]) Administración Lic. Javier Orozco Cuautle ([email protected]) Relaciones internacionales Atsuo Kitaura Kato ([email protected])

Editado por:

Editorial Quark S.R.L. Herrera 761 (1295) Buenos Aires - Argentina Director: Horacio D. Vallejo Producción: Pablo M. Dodero

Autor de este texto: Ing. Leopoldo Parra Reynada en colaboración con Prof. Armando Mata Dominguez

El original es una edición especial de la revista Electrónica y Servicio, Revista Mensual. Editor Responsable: Felipe Orozco Cuautle. Número Certificado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de Derechos de Autor 04-1999-041417392100-102. Número de Certificado de Licitud de Título: En trámite. Número de Certificado de Licitud en Contenido: En trámite. Domicilio de la Publicación: Norte 2 #4, Col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México. Impresión: Impresos Publicitarios Mogue/José Luis Guerra Solís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec, Estado de México. Distribución: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V. Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, México D.F. y Centro Japonés de Información Electrónica, S.A. de C.V. Norte 2 # 4, col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México. Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio, sea mecánico o electrónico. El contenido técnico es responsabilidad de los autores.

Impresión: Imprenta Rosgal - Montevideo - Uruguay - Marzo del 2000 Queda hecho el depósito que previene la ley 11723 Distribución en Capital: Distribuidora Cancellaro e Hijo SH, Gutemberg 3258, Buenos Aires Distribución en el interior: Distribuidora Bertrán S.A.C.,Av. Vélez Sarsfield 1950, Buenos Aires

La editorial no se responsabiliza por el contenido del material firmado. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta publicación, así como la industrialización y/o comercialización de los circuitos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la editorial.

ISBN 987-9227-67-0

Indice

Indice CAPITULO 1 FUNCIONAMIENTO DE UN REPRODUCTOR DE COMPACT DISC Un poco de historia ....................................................................................................7 Generalidades sobre la recuperación de señal de un CD .............................................8 Características físicas del CD......................................................................................9 Cómo se almacena la información en el CD.............................................................10 El método NRZ .......................................................................................................12 Modulación EFM.....................................................................................................13 El recuperador óptico ...............................................................................................15 El formato de datos en el CD ...................................................................................17 El sistema de servomecanismos.................................................................................19 Servomecanismos principales....................................................................................19 Señales que controlan a los servomecanismos............................................................20 Servomecanismos auxiliares ......................................................................................23

CAPITULO 2 CONSIDERACIONES SOBRE LA REPARACION DE UN REPRODUCTOR DE DISCOS COMPACTOS

Particularidades del service .......................................................................................25 Equipo y materiales recomendados...........................................................................27 Herramientas electrónicas diversas............................................................................27 Discos de prueba ......................................................................................................28 Procedimiento para la reparación..............................................................................30 Metodología de los diagramas de flujo ...............................................................30 Localización de fallas ................................................................................................32 Diagrama de flujo general..................................................................................32 Fuente de poder.................................................................................................33 Etapa del sistema de control...............................................................................33 Sistema mecánico ..............................................................................................34 Amplificador de RF y servomecanismos.............................................................35 Proceso digital y convertidor D/A......................................................................35 Etapa de audio...................................................................................................36 Revisión general final.........................................................................................37 Observaciones ..........................................................................................................38

CAPITULO 3 MANTENIMIENTO Y SERVICE DEL LECTOR OPTICO

Cuándo descartar definitivamente el lector como fuente del problema......................39 Cuándo sospechar del lector .....................................................................................39 A) Verificación ocular de la funcion focus search y de la emisión del láser ..........40 B) Búsqueda de la señal FOK ............................................................................41 C) Lectura de la TOC .......................................................................................43 Al rescate del lector óptico........................................................................................45 Método 1: limpieza profunda de la lente de enfoque..........................................45 Método 2: limpieza interna del lector óptico .....................................................46 Método 3: ligero ajuste a la potencia del láser ....................................................47 Método 4: cambio del filtro de voltaje asociado .................................................49 Método 5: calentamiento del lector óptico.........................................................49

2

Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

Indice Cuándo cambiar el lector óptico...............................................................................50 Cómo se cambia el lector óptico...............................................................................52

CAPITULO 4 MECANISMOS DE SELECCION DE DISCOS

Movimientos básicos para la entrada y captura de los discos .....................................55 Colocación del disco.................................................................................................56 Sistema de seguridad en la tapa.................................................................................57 Posición del recuperador óptico................................................................................58 Sistema mecánico de disco sencillo ...........................................................................58 Mecanismo de bandeja de disco................................................................................59 Fijación del disco en el plato clamping .....................................................................60 Sistema mecánico de tres discos tipo carrusel............................................................62 Mecanismo 4ZG-1Z de Aiwa ...................................................................................63 Funcionamiento del módulo reproductor de CDs ....................................................64 Funcionamiento del sistema detector de posición .....................................................65 Sistema mecánico tipo magazine...............................................................................68 Movimiento de introducción del CD a la unidad del panel frontal...........................69 Movimiento de EJECT de la unidad del panel frontal..............................................72 Movimiento de carga de la unidad contenedora........................................................73 Captura del disco .....................................................................................................76 Sistema mecánico multi-disco con entrada única ......................................................76 Reproductores de múltiples discos .....................................................................76 Circuito de control ............................................................................................78 Operación paso a paso desde el encendido .........................................................79 Expulsión de bandeja.........................................................................................80 Introducción de bandeja ....................................................................................81 Sistema mecánico de más de 25 discos......................................................................81 Una sinfonola en casa ...............................................................................................82 El reproductor de CDs Pioneer CF-D906 ................................................................83 1. Introducción y expulsión del disco del ensamble lector ..................................84 2. Control de giro del carrusel ...........................................................................85 3. Otros detalles.................................................................................................85 Sistema mecánico KSM de reproductores de CDs Aiwa ...........................................87 Descripción general y procedimiento para sincronizarlo correctamente..............87 Fallas más comunes............................................................................................90

CAPITULO 5 AJUSTES EN REPRODUCTORES DE COMPACT DISC

Pasos previos al ajuste y verificación de la función Focus Search................................91 ¿Qué ajustes trataremos? ....................................................................................91 Reproductores de la 1ª generación ............................................................................92 Reproductores de la 2ª generación ............................................................................92 Reproductores de la 3ª generación ............................................................................92 Reproductores de la 4ª generación ............................................................................92 Antes de realizar los ajustes .......................................................................................93 Cómo verificar el modo Focus Search.......................................................................94 Qué se debe verificar del modo Focus Search............................................................95 Ajustes de enfoque y la señal Focus OK....................................................................95 ¿Qué es la señal FOK? .......................................................................................95


3

Indice La señal FOK como punto de partida.......................................................................97 Ajuste de la señal FOK .............................................................................................97 Ajustes de seguimiento y la señal RF.........................................................................98 ¿Qué es la señal de RF? ......................................................................................98 Ajustes de tracking ...................................................................................................99 Ajustes de TG y TO .................................................................................................99 Ajuste de E-F BAL .................................................................................................100 El ajuste de PLL o VCO.........................................................................................101 Característica de desajuste del PLL ..................................................................101 Procedimiento de ajuste del PLL......................................................................102 Comprobaciones finales..........................................................................................103 ¿Qué hacer después de los ajustes?....................................................................103

CAPITULO 6 PROBADOR DE POTENCIA LASER PARA EL LECTOR OPTICO

Introducción ..........................................................................................................105 Circuito medidor de la potencia del haz láser..........................................................106 Diagrama del circuito .............................................................................................106 Otras consideraciones.............................................................................................108 Conclusiones..........................................................................................................109

CAPITULO 7 PUNTA DE PRUEBA PARA AJUSTE DE FOCO Y TRACKING

Ajustes de Servomecanismos con y sin osciloscopio ................................................111 Identificación de ajustes..........................................................................................111 Ajustes con el instrumental recomendado...............................................................113 Revisiones a realizar................................................................................................113 a) Ajuste de polarización de enfoque (focus bias) .............................................113 b) Ajuste de ganancia de tracking o seguimiento..............................................114 c) Ajuste de ganancia de enfoque en modo PLAY ............................................114 d) Ajuste de balance E/F en modo PLAY .........................................................114 Ajustes sin el instrumental recomendado ................................................................115 1. Ajuste de polarización de enfoque (FB)........................................................116 2. Ajustes dinámicos de servo...........................................................................117 3. Ajuste de la ganancia de enfoque (FG).........................................................117 4. Ajuste del VCO o PLL ................................................................................118 5. Ajuste de la ganancia de seguimiento (TG) ..................................................118 6. Ajuste de EFBAL .........................................................................................119

APENDICE: EL LASER

Introducción ..........................................................................................................121 La luz en la época de las luces .................................................................................121 Los planteamientos de Huygens .............................................................................122 Los planteamientos de Newton ..............................................................................122 Einstein y el efecto fotoeléctrico .............................................................................123 Partículas elementales de la materia ........................................................................123 Absorción y Emisión ..............................................................................................124 Fuentes convencionales de luz ................................................................................125 Emisión inducida o estimulada...............................................................................126 Estructura básica del láser.......................................................................................127

4


Prólogo

Prólogo Como podrá advertir en el índice de esta edición especial de la revista Electrónica y Servicio, que se publica en Argentina con el aval de Saber Electrónica, los temas que se tratan tienen que ver directamente con la reparación de los reproductores de CD, exceptuando el primer capítulo, donde se hace una explicación breve de la operación general de estos aparatos, sobre todo pensando en que es necesario que el especialista tenga una base teórica mínima. Adicionalmente, atendiendo a este criterio práctico, nos hemos enfocado a las secciones en las que con mayor frecuencia se presentan casos de servicio; específicamente, la mayor parte del contenido de esta edición la conforman los siguientes temas: • S ustitución y r escate del lector óptico (capítulo III). • M ecanismos de selección de discos (capítulo IV). •Ajustes electrónicos (capítulo V). Sin embargo, con la intención de que el lector disponga de un método general de detección y corrección de averías en reproductores de CD, el capítulo II brinda una guía a manera de diagramas de flujo, en la que se consideran todas las secciones de estos aparatos. Y tal vez como plato fuerte de la edición, los capítulos VI y VII están dedicados a la construcción de dos circuitos de gran utilidad en el servicio: un probador de potencia láser para el recuperador óptico y una punta de prueba detectora para medir señales de enfoque y seguimiento. En el capítulo VII, además, incluye una descripción de los ajustes en servomecanismos sin necesidad de utilizar el costoso instrumental normalmente requerido para estos casos. Por último, se describe el principio de funcionamiento del Láser, a modo de apéndice de esta edición. Puede usted advertir que este libro no tiene un carácter de curso, sino que más bien se enfoca a temas seleccionados de importancia para la reparación. De hecho, si usted tiene interés en un material más completo en aquél sentido, puede consultar el Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Conceptos Básicos y Primeros Pasos Curso Práctico de Reproductores de Compact Disc, Funcionamiento y Reparación, el cual incluye un volumen encuadernado en pasta dura, un CD de prueba y ajustes, cuatro videos y cuatro guías para el servicio; esta obra es una edición de Centro Japonés de Información Electrónica. Por otra parte, cabe señalar que algunas partes de estos materiales constituyen una compilación adaptada y actualizada de diversas publicaciones que con anterioridad hemos puesto en circulación; sin embargo, el hecho de poder disponer de esta selección de temas en una edición única, a la par de los materiales inéditos, junto con los obsequios que complementan a la publicación, hacen de ésta un medio de apoyo invaluable para quien se dedica al servicio de reproductores de CD.

Nº de Serie: 121-0120008-3

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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Capítulo

1

Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Un Poco de Historia El disco compacto de audio no fue el primer sistema basado en un haz láser como medio de lectura de la información. Ya en 1980, después de varios años de investigación y desarrollo, la compañía holandesa Philips había presentado al público consumidor el disco láser de video, como un producto competidor de las cintas magnéticas, específicamente en el segmento de las películas pregrabadas; y es que el sistema de video óptico no admitía la grabación por el usuario, con las ventajas adicionales de una resistencia prácticamente infinita ante el uso (dado que no había contacto físico con el dispositivo recuperador) y una extraordinaria calidad de imagen. Y aunque el disco láser de video no constituyó un éxito comercial, desde el punto de vista tecnológico representó un avance inusitado; la razón es que replanteó por completo las bases del almacenamiento de la información. Este factor estimuló a Philips a trabajar sobre un disco óptico exclusivamente para la grabación de audio, con el propósito de superar a los medios predominantes: el disco de acetato y la cinta magnética. Como por entonces comenzaba el auge de las técnicas digitales, los ingenieros de esa compañía decidieron implementar estos nuevos recursos, ya que teóricamente resultaban mucho más ventajosos que los procedimientos analógicos (el videodisco láser no es digital). Sin embargo, en vista de que en aquellos días Philips no había logrado desarrollar un procedimiento confiable para la digitalización y almacenamiento de información, solicitó la colaboración de la compañía japonesa Sony; para esa época, esta firma ya tenía una importante experiencia en dicho campo de la electrónica. De hecho, en algunos de sus primeros modelos de videograbadoras Beta había incluido un conector especial para la grabación de audio-PCM (un codificador capaz de convertir la señal de audio analógica a la forma digital, para ser grabada como si fuera una señal de TV) en cinta de video. Las principales contribuciones de Sony en la definición del formato del CD, tuvieron que ver con: 1) el manejo digital de la señal de audio, sobre todo en lo referente a las protecciones contra pérdidas de información (el Código Reed-Solomon Entre-


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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Diagrama a bloques de un reproductor de CD típico

ABCD Motor spindle

Proceso de audio L

AMP RF

EF

Proceso digital

OPU

L out

D/A

Focus Proceso de audio R

Servo

R out

Tracking Sled

Fuente de poder

Syscon

lazado y Cruzado, CIRC), y 2) la inclusión de una memoria digital para compensar las diferencias existentes en la velocidad de recuperación de los datos.

Figura 1.1

A fin de cuentas, en 1982 se lanzó oficialmente al mercado el disco compacto de audio digital, marcando una nueva época en el terreno del audio para consumidor. A la fecha han aparecido otros nuevos medios de almacenamiento: DAT, DCC y MiniDisc; y si bien todos siguen algunas pautas del CD en términos de la digitalización de señales, lo superan en la posibilidad de grabación entre muy diversas y avanzadas prestaciones.

Generalidades Sobre la Recuperación de Señal de un CD En la figura 1.1 se muestra, a un nivel muy agregado, el proceso de recuperación del audio de un CD desde que se lleva a cabo la lectura de los pits de información por el rayo láser, hasta que se obtiene el audio analógico que será procesado para entregarse a la salida del aparato. El proceso comienza cuando el recuperador óptico produce en su interior un rayo láser, el cual es conducido por diversos medios ópticos hasta la superficie del disco, donde se modula para regresar nuevamente al recuperador; ahí es detectado por un conjunto de fotodetectores, que se encargan de convertir la información luminosa en una señal eléctrica. Posteriormente esta señal es amplificada, limpiada y enviada a un proceso en el que se recupera la información originalmente grabada, la cual toda8


Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc 120 Diámetro exterior 33mm 26 máx. 15 Agujero central

Película reflexiva de aluminio

Etiqueta capa protectora

1.2

(Vista en corte)

Area de sujeción

46 Area interna máx. 50 Iniciación del programa

Sustrato de policarbonato 33 Area de programa

116 Máximo de programas (Unidades: mm)

(Vista amplificada)

Etiqueta, capa protección

1.2 mm

Película de aluminio reflexivo 0.11 micra (profundidad del pit) 1.6 micra 1.6 micra

(Espaciamiento entre pistas)

Pit

Sustrato transparente de policarbonato

Area interna (TOC: Tabla de contenido) Area de programa (información musical) Area externa (información de final de programa)

Figura 1.2

vía mantiene su aspecto digital; por eso es que enseguida debe pasar a un convertidor digital-analógico que transforma los datos numéricos en una señal de audio, misma que se dirige finalmente al amplificador de potencia para ser entregada en los altavoces del aparato. Naturalmente, todo este proceso se realiza bajo la supervisión de un complejo sistema de control y de un conjunto de servomecanismos.

Características físicas del CD Vea en la figura 1.2 las características y dimensiones físicas de un CD. Observe que se trata de un disco de 120 mm de diámetro, fabricado con policarbonato; éste es un polímero especial de características superiores Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc en cuanto a resistencia y transparencia, que son factores indispensables en todo disco óptico. En el centro hay un orificio de 15 mm de diámetro, en donde se aloja el ensamble de clamping o fijación que hace girar al disco. A su vez, la zona de sujeción se extiende hasta un diámetro de alrededor de 40 mm, y no es sino a partir del diámetro de 50 mm donde comienza la información grabada en la superficie, abarcando hasta los 116 mm de diámetro; por lo tanto, quedan dos milímetros en toda la circunferencia como banda de seguridad. Puede apreciar entonces que la información grabada en un disco compacto (área de programa) se encuentra en un anillo de tan sólo 33 mm de ancho, lo que resulta sorprendente si se considera que puede almacenar cerca de 82 minutos de información musical. Esto es más del tiempo máximo que ofrecían los discos negros de acetato, tomando en cuenta sus dos caras. El grueso del disco es de apenas 1.2 mm, magnitud ocupada principalmente por el sustrato de policarbonato, sobre el que se imprime la información digital en forma de pits. A esta impresión se le aplica una capa muy fina de aluminio que sirve como material reflejante, y finalmente se coloca una capa de protección -de unas cuantas micras de espesor- sobre la que se imprime (en la parte contraria al área de datos) información acerca del fabricante, contenido, etc. No obstante, la gran capacidad de los discos ópticos digitales obedece no tanto a que la información va codificada numéricamente (como a menudo se cree), sino al método de almacenamiento, según veremos a continuación.

Cómo se Almacena la Información en el CD De acuerdo con las explicaciones anteriores, cabe suponer que la información en un disco compacto debe alcanzar una densidad extraordinaria para lograr almacenar más de 80 minutos de música de una gran calidad; mas esto sólo es factible si el medio de recuperación es lo suficientemente diminuto y preciso como para leer la información ahí codificada. Y en efecto, los datos digitales sobre la superficie del disco alcanzan el orden de las fracciones de micrómetro (milésima de milímetro, que también recibe el nombre de “micra”); estamos hablando de magnitudes a las que solamente puede acceder un elemento de lectura tan fino como es el rayo láser. Los datos correspondientes a la información musical, van grabados físicamente sobre la superficie del disco en forma de una espiral que va del centro a la periferia, a su vez constituida por diminutas protuberancias llamadas pits (en inglés pits significa “huecos“, pero se emplea este térmi10


Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Huecos (Pits)

Lado de corte del disco maestro de vidrio

Disco maestro de vidrio

A

Vidrio

Disco compacto final

Plástico transparente Lado de lectura

Protuberancia

Lado de la etiqueta

Figura 1.3

B

Vista ampliada de la superficie de un disco compacto

no porque en el disco matriz, que es como el “negativo“ del CD, la información va codificada en pequeños huecos o depresiones, según se muestra en la figura 1.3A). Vea en la figura 1.3B una fotografía ampliada de la superficie de un CD. A cada vuelta de esta espiral de datos se le llama track (pista), y a las líneas adjuntas se les llama “tracks adyacentes“. En la figura 1.4 se ilustran las diversas magnitudes asociadas a los pits y a los tracks. Observe que cada pit mide apenas 0,5 micras de ancho, mientras que su extensión puede variar desde los 0,833 hasta los 3.54 micrómetros. A su vez, la separación entre los centros de los tracks es de Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc

}

}

tan sólo 1,6 micras; Espacio libre entre pits Largo del pit el diámetro del rayo 0.833 a 3.54 µm 0.833 a 354 µm láser, cuando alcanza la superficie de datos, debe ser exactaSeparación entre tracks mente de 1,7 micró1.6 µm metros. Si comparamos Ancho del track estas dimensiones 0.5 µm Haz láser 1.7µm (spot) con las de un cabello 100000010010000000010001000... o con el surco de un Figura 1.4 disco negro de acetato, tendríamos una situación como la Cabello se ilustra en la figura 1.5. Precisamente en la sucesión de pits y en las separaciones entre ellos va codificada la información digital, de 40 tracks acuerdo con un método que explicaremos en el siguiente apartado. Y como el pit viene a ser la célula básica de inCD formación, para un mejor análisis con60 viene usar un diagrama simplificado tracks Figura 1.5 que ilustre de manera separada sus diSeparación entre tracks: mensiones (figura 1.6). Observe que 1.6 µm su altura es de apenas 0,1 de micra.

} }

El Método NRZ Aunque en el disco compacto la información viene grabada en forma numérica (1’s y 0’s), el reproductor no trabaja con los niveles de voltaje convencionales en electrónica digital, sino que emplea un método conocido como NRZ o No Return Zero, el cual explicaremos apoyándonos en la figura 1.7. En una señal digital convencional los 1’s representan niveles altos de voltaje, mientras que los 0’s corresponden a niveles bajos. En tanto, de acuerdo con el método NRZ, la señal cambia su nivel de voltaje ante cada 1 detecta12

Surco de información

Largo (desde 0.833 hasta 3.54m)

Ancho 0.5 µm

Altura 0.1µm

Figura 1.6


Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc do por el haz láser, y no sufre ningún cambio durante la lectura de los 0’s. Este tipo de codificación, combinada con una modulación adecuada, no sólo permite reducir el ancho de banda requerido para manejar los datos (el ancho de banda es un parámetro muy importante, ya que mientras más frecuencia maneje un circuito, más costosa será su fabricación), sino que también permite incrementar de manera significativa la cantidad de información almacenada, según veremos en el apartado siguiente. De hecho, es gracias a este sistema que en el disco compacto se puede almacenar un máximo teórico de 82 minutos de información musical (aunque en realidad pocos discos rebasan los 74). No obstante, la sola codificación NRZ no es suficiente para garantizar una señal limpia y clara. Este factor llevó a los diseñadores a considerar medidas adicionales que permitieran obtener el máximo de información grabada con los recursos disponibles (recuerde que primero surgió el disco láser de video). Así es como surge la modulación EFM.

NRZ para el almacenamiento de datos 0

Datos

1

1

0

CLK

Lógica positiva

lógica NRZ

Figura 1.7

1

0

0

1

0

1

Modulación EFM

Figura 1.8 0 Datos

CLK

Lógica positiva

Lógica NRZ

1

Para explicar el concepto de modulación EFM (Eight-to-Fourteen Modulation = modulación de ocho a catorce), supongamos por un momento que cada pit representa ya sea un 1 o un 0; esto significa que en una longitud determinada se tendría una cantidad limitada de información, puesto que el tamaño del pit no puede reducirse más (actualmente sí es posible, pero no a principios de la década de los 80, cuando el disco compacto estaba 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 prácticamente en los límites de la tecnología existente). De esta manera, para aumentar la capacidad de almacenamiento, se decidió que incluso el pit más pequeño representara no un 1, sino


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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Datos (Con ceros intercalados)

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

CLK

Lógica positiva

Lógica NRZ

Figura 1.9 tres bits de información. La modulación EFM postula una sustitución directa de la información que se va grabar, por otra de un aspecto más apropiado a los planteamientos del formato NRZ. Observe en la figura 1.8 que si en determinado número digital existen muchos 1’s, la señal correspondiente presentará variaciones constantes; es decir, como tiene una frecuencia elevada, provocará que aumente el precio de los circuitos necesarios para su manejo. La frecuencia con la que se almacenan los datos en el CD rebasa los 4MHz; hoy parecería normal este nivel, pero en 1980 sólo podía ser manejada por circuitos muy costosos. Para evitar este fenómeno, los diseñadores colocaron 0’s entre los 1’s, de tal forma que se tuviera un arreglo como el que se muestra en la figura 1.9, al cual le correspondería una señal con una frecuencia reducida a una tercera parte (un circuito que manejara señales a 1,4MHz ya no era sorprendente a principios de la década de los 80). Sin embargo, la colocación de 0’s no se fue al azar; mas bien se fijaron determinadas reglas que respetaban la modulación EFM, a saber: 1) Deben existir por lo menos dos 0’s entre 1’s. 2) No deben existir más de diez 0’s en forma consecutiva. Investigando con palabras digitales de extensiones diversas, se encontró que hay suficientes combinaciones de catorce bits que sí cumplen las reglas anteriores, como para hacer una sustitución directa de cada palabra de 8 bits por su equivalente en 14 (de ahí el nombre de “modulación de 14


Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc ocho a catorce”). Y aunque las dificultades técnicas no terminaron ahí (por ejemplo, fue necesario introducir bits de paridad para evitar conflictos en las uniones de palabras), al final este método demostró ser el que permitía una mayor densidad de grabación, lo cual era un aspecto crucial en el planteamiento del nuevo formato. No vamos a ahondar más en el procedimiento de codificación de la información en el disco compacto, puesto que tendríamos que revisar conceptos teóricos cada vez más complejos; esto, naturalmente, queda fuera de los objetivos de la presente obra.

El Recuperador Optico De acuerdo con las dimensiones tan reducidas sobre las que físicamente se graba la información musical en el CD (pues la separación entre tracks adyacentes es de apenas 1.6 micras), se requiere un dispositivo de lectura caFigura 1.10 Pit paz de distinDisco Policarbonato guir el track transparente correcto y de mantenerse soRejilla bre éste a pesar de difracción de las diminutas variaciones mecánicas ineLente de enfoque vitables en toda producción en serie. Semiconductor láser Debido al gran desarrollo Haz láser alcanzado por los servomecanismos, se puEspejo semi-transparente do construir un encapsulado relativamente pequeño que contiene tanto al emisor como Detector a los receptores de rayo láser, y que además incluye los mecanismos necesaMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc rios para un seguimiento adecuado del track de información sobre la superficie del disco; nos referimos al recuperador óptico, también conocido como OPU (Optical Pick-Up). En la figura 1.10 se muestra un diagrama muy simplificado de la operación interna de un recuperador óptico; puede verse la trayectoria que sigue el rayo láser, tanto en su viaje de ida como en su reflejo de la superficie del disco. Primeramente, el diodo láser emite un rayo de luz que sale dirigido hacia el sistema óptico; enseguida el haz cruza un dispositivo denominado “rejilla de difracción“, de donde sale dividido en tres componentes principales (sólo se ilustra el central); luego sigue la lente colimadora, que se encarga de corregir las trayectorias de los tres haces para hacerlas paralelas. A continuación viene un espejo semi-transparente (o semi-espejo), el cual deja pasar al rayo en su trayecto de ida, para dirigirse entonces hacia la lente de enfoque y llegar, por último, hasta la superficie de datos del disco; aquí rebota, y vuelve a atravesar la lente de enfoque para dirigirse ya de retorno al semi-espejo; en éste se refleja hacia una lente cilíndrica, para llegar finalmente a los fotodetectores encargados de recuperar la señal digital grabada en el disco. La forma en que se recupera la señal es la siguiente: el rayo láser rebota de una manera más uniforme cuando golpea la superficie de espejo del disco, que cuando golpea un pit; por lo tanto, la luz que llega a los fotodetectores es de un mayor nivel cuando el spot se encuentra fuera de los pits, que cuando se encuentra sobre éstos. Cuando los fotodiodos detectan estas variaciones en la intensidad luminosa, envían una señal eléctrica también variable a los circuitos amplificadores especiales; entonces éstos la amplifican y la filtran, para obtener una señal como la que se muestra en la figura 1.11. Observe que esta señal presenta una gran similitud con una modulación en frecuencia; sin embargo, aquí lo relevante es la distancia entre las transiciones de nivel (que representan a los 1’s), para determinar cuántos 0’s existen y proceder a la demodulación y decodificación de la señal digital. Insistimos: en la codificación NRZ lo importante son los flancos de la señal, que corresponden a los 1’s, mientras que un nivel constante corresponde a uno o más 0’s. Así que amplificando la señal anterior a grado tal que se eliminen los bordes superior e inferior y sólo permanezcan las transiciones (tarea que se lleva a cabo con un limitador muy semejante a los usados en las radios FM), se habrá recuperado de for16

Figura 1.11

Figura 1.12


Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Paquete de información en el CD

3

24

3

3

3

14 Audio I

Señal SYNC

12

14

1 muestra canal derecho

1 muestra canal izquierdo

Información adicional

Sincronía

14 Audio I

3

14 Audio D

3

14 Audio D

Señal de control

3

14

3

Audio

24 Señal SYNC

23 Un “cuadro“ (588 bits)

Figura 1.13 ma muy exacta la información grabada en la superficie del disco compacto (señal EFM, figura 1.12).

El Formato de Datos en el CD Habiendo llegado a este punto, conviene mencionar algunas características que hacen especial al CD en comparación con los medios de almacenamiento de audio precedentes. Seguramente habrá notado que al introducir un disco al aparato, al cabo de algunos segundos aparece en el display el número de interpretaciones contenidas; aunque también, dependiendo del modelo, llegan a desplegarse otros datos (duración total del disco y la de cada selección, un registro del tiempo recorrido, etc.). También, con toda probabilidad ha utilizado alguna vez la función de búsqueda aleatoria; es decir, la selección por “saltos“ de los números músicales, independientemente de que se siga o no el orden en que vienen grabados. Estas posibilidades funcionales se obtienen gracias a que en el CD, además de la información musical correspondiente, se incluyen diversos datos según puede verse en la figura 1.13 En primer lugar, en la parte más interna del disco se encuentra una especie de índice denominado TOC (Table of Contents = tabla de contenidos), en el cual se incluye información sobre el número de temas, la duración de cada uno y la duración total del disco. Precisamente, los datos contenidos en la TOC son los primeros a los que accede el reproductor al insertar o comenzar la lectura de un disco; son tan importantes, que el aparato no funcionará si por alguna razón no pueden ser recuperados. (Quienes estén familiarizados con el manejo de computadoras, pueden comparar a la TOC con la tabla FAT que se crea al formatear un disco magnético, sea duro o flexiMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

17

Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc ble). Por lo que respecta al manejo de la estereofonía, cabe mencionar que a diferencia de los medios convencionales de almacenamiento de audio, el CD no posee dos canales separados para grabar las pistas izquierda y derecha, sino que la información de ambas va grabada en el mismo track lineal. Analizando el formato del CD, encontramos que el audio analógico original es muestreado a una frecuencia de 44.1 KHz, y que cada muestra se codifica en palabras digitales de 16 bits. Pero como a principios de la década de los 80 la mayoría de circuitos digitales para manejo de señal sólo aceptaban palabras de 8 bits, se decidió “partir“ cada palabra de 16 bits en dos de 8 y, a su vez, modular éstos a 14 -como se describió anteriormente. Para lograr la estereofonía, en el mismo track se intercala información de los canales derecho e izquierdo, tal como se muestra en la figura 1.13. Posteriormente, durante la lectura del disco, una vez que son recuperados estos datos pasan por el proceso digital y enseguida se les retiran las protecciones e información adicional que venían mezcladas con ellos; y no es sino hasta el convertidor digital-analógico cuando un interruptor interno define si un dato determinado corresponde al canal derecho o izquierdo, canalizándolo a su salida respectiva (algunos reproductores de alto precio realizan la separación en etapas anteriores, pero son casos especiales). Para llevar el control de la duración (minutos y segundos) y número de la selección que el aparato está reproduciendo, la información musical en el CD se concentra en “paquetes“ o “cuadros“ (588 bits); en el inicio de cada uno de éstos se envía una ráfaga de información adicional (señal de control). De esta manera, aproximadamente 75 veces por segundo el recuperador recibe una gran cantidad de datos diversos; entre éstos podemos señalar: a) Una “bandera“ que le avisa al aparato que se encuentra en el inicio de una melodía. Esto es muy útil cuando el usuario brinca de canción en canción. b) El número de selección que en ese momento preciso se está reproduciendo. Un CD tiene una capacidad teórica máxima de 99. c) El minuto y segundo correspondientes. Aunque la capacidad máxima del CD excede la hora, el display es incapaz de presentar ese formato; por eso, en el remoto caso de que una selección tenga una duración superior a 60 minutos, el contador proseguirá la cuenta pasando a 61, 62, etc. d) Una serie de bits en los que el fabricante puede asignar información diversa; tal es el caso de los discos que pueden expedir la letra de las canciones en pantalla, cierta información de video, datos sobre la melodía que se está reproduciendo, etc. 18



El Sistema de Servomecanismos Al igual que todo dispositivo que se produce masivamente, los CDs tienen un cierto grado de tolerancia mecánica en sus parámetros de construcción; esto redunda en ligeras variaciones tanto laterales como de altura, que a pesar de ser diminutas pueden afectar seriamente el desempeño del reproductor, dado el ajuste tan crítico que se requiere por las dimensiones de los pits, tracks de información y del spot de luz que lee los datos. Como se trabaja en el orden de los micrones, cualquier variación mecánica, por pequeña que sea, desenfoca al haz y entonces provoca la pérdida del track de información. Para compensar tales perturbaciones, se incorporan en los equipos dos servomecanismos principales (de enfoque y de seguimiento) y dos complementarios (de desplazamiento lateral y de velocidad lineal constante).

Servomecanismos Principales

Figura 1.14 Lente de enfoque

Servo de Enfoque El servo de enfoque (al que también se le llama “focus“) es el encargado de mantener al spot de luz sobre el track de información, con un diámetro de 1.7 micras; un spot más fino o más ancho dificulta la correcta recuperación. Para ello se auxilia de una bobina, la cual, al ser atravesada por una corriente, genera un magnetismo con el que se induce el acercamiento o alejamiento de la lente de enfoque en relación a la superficie del disco; esto se hace con el fin de mantener una distancia relativa y, por ende, al spot en su diámetro correcto. En la figura 1.14 se muestra la estructura en que se monta la lente de enfoque, y sobre la Imán permanente cual actúa el servomecanismo correspondiente. Le será más fácil entender el movimiento, si recuerda el principio de funcionamiento de una bocina, con su bobinado y su imán impulsor.

Contra-imán Imán permanente

Embobinado de enfoque

Servo de Seguimiento El servo de seguimiento (conocido como “tracking“) también emplea métodos electro-


19

Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc magnéticos para desplazar lateralmente la lente de enfoque, de modo que se compensen las variaciones existentes entre el disco y el spot láser; el propósito es que éste se ubique siempre sobre el track de información, y que se logre una lectura continua de los datos. En la figura 1.15 se muestra el diagrama de un recuperador óptico, indicando los bobinados de enfoque y de tracking.

Dispositivo de dos ejes Tracking

Bobina de tracking

Bobina de tracking

Bobina de enfoque Imán para tracking Imán para tracking

Señales que Controlan a los Servomecanismos Imán para Figura 1.15 enfoque Veamos ahora cómo se generan las señales que controlan a estos servomecanismos. En el recuperador óptico, justo antes de los fotodetectores, existe una lente cilíndrica que produce ciertas transformaciones del haz. En la figura 1.16 se muestra el fenómeno que Detector ocurre ante la combinación de una lente esférica y una Vista superior lente cilíndrica. Como puede ver, el haz, que venía en forma perfectamenVista lateral te circular, experiLente cilíndrico menta algunos camPosición bios al atravesar la del detector lente cilíndrica: primeramente se tiene una serie de óvalos que desembocan en Haz láser una línea; luego otra serie de óvalos; enseguida un círculo, otra serie de óvalos - Reflejado girados 90 grados- y una línea más, para Figura 1.16

20


Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Rejilla de difracción Semi-espejo

Dispositivo de 2 ejes (lente objetivo)

Lente colimadora

Amplificador excitador

Disco

Diodo láser Lente cilíndrica

Enfoque correcto

Detector de 4 diodos B A

Detector D

C

(B+D)

_ +

OVdc

(A+C)

Figura 1.17 Semi-espejo


Lente colimadora

Lente cilíndrica

Rejilla de difracción

Detector

A

B

D

C

Disco muy cerca

Semi-espejo

_ (B+D) +

(A+C)

+Vdc


Lente colimadora

Diodo láser Rejilla de difracción

Disco Lente cilíndrica Detector

Disco muy lejos


Disco

Diodo láser

A

B

D

C

_ (B+D) (A+C)

+

-Vdc


finalmente expandirse hasta diluir por completo. Si colocáramos un receptor exactamente donde el haz se vuelve un círculo, sucedería algo como lo que vemos en la figura 1.17. 1. En el primer caso, cuando el haz está perfectamente enfocado sobre la superficie del disco, la luz recorre la distancia correcta y el spot que llega a los cuatro fotodiodos (marcados como A, B, C y D) tiene una forma circular; por eso se reparte de una manera exactamente uniforme. Al sumar los extremos (B+D y A+C) y comparar los resultados mediante una resta, se obtiene un nivel de cero voltios; esto significa que el rayo láser está perfectamente enfocado en la superficie de datos del CD, y que

por lo tanto no necesita ajustarse. 2. Cuando el haz se desenfoca, el spot en los fotodetectores se distorsiona hasta formar un óvalo, concentrándose en dos de ellos. Esto hace que el comparador produzca una salida distinta de cero (positiva cuando Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Haz auxilliar

Servo de tracking

Aprox. 20µm Haz principal Aprox. 20µm Dispositivo de dos ejes

Haz auxiliar Tracking correcto

Pérdida de tracking

Bobina de tracking

Tracking

Lente objetivo

Disco Detector de haces auxiliares

bobinado de tracking

E

A

-

B C Detectores

+

D

F

Bobina de enfoque Imán para tracking

Imán para tracking

Recuperador óptico Imán para enfoque

Figura 1.18

la lente de enfoque está demasiado cerca del disco, y negativa cuando se da la situación contraria), la cual es amplificada y enviada a la bobina de enfoque; así se induce un movimiento corrector ascendente o descendente -según el caso- de la estructura donde va montada la lente de enfoque. 3. Por lo que se refiere al servo de tracking, éste aprovecha los dos haces complementarios que se generan en la rejilla de difracción, tal y como se ilustra en la figura 1.18. Puede ver que si el haz está ubicado correctamente sobre el track de información, la cantidad de luz que llega a los fotodiodos E y F es igual. Si se hace esta comparación cuando el haz principal se encuentre sobre el track, la luz reflejada en los diodos E y F será igual y entonces se provocará que la salida del comparador tenga un valor de cero voltios; obviamente, esto no produce ninguna corriente en las bobinas y -en consecuencia- ningún movimiento lateral de corrección. 4. En cambio, cuando se presenta algún ligero desplazamiento lateral, ya sea a la izquierda o a la derecha, uno de los haces auxiliares invade el track de datos; y en vista de que ello implica que uno de los dos fotodiodos comience a recibir más luz que el otro, se provocará que el comparador produzca una salida distinta de cero; ésta es amplificada y enviada a la bobina respectiva, para que mueva la lente hacia los lados y corrija el problema. 22



Servomecanismos Auxiliares

Figura 1.19

Si bien el servo de tracking puede corregir pequeñas desviaciones del rayo de luz, es incapaz de mantener a éste correctamente posicioA nado en toda la superficie del disco; y es que mientras el movimiento máximo del tracking es de aproximadamente 1 mm, la información de un CD está repartida en un espacio que puede llegar hasta los 33 mm, según explicamos anteriormente. Por esta razón se incluye un circuito especializado en el control del desplazamiento de todo el ensamble óptico, el cual recibe el nombre de “servo de desplazamiento lateral“ o “servo de sled“ (figura 1.19). El servo de sled funciona sincronizadamente con el de tracking para mantener siempre al rayo láser sobre el track de información del disco, desplazando lentamente todo el conjunto del ensamble óptico para abarcar los 33 mm de anchura efectiva que tiene el área de datos del B CD. Este servomecanismo detecta la magnitud de la señal de error de tracking, y la compara con un cierto valor especificado; si percibe que está por encima de lo indicado, envía un pulso hacia un motor (el “motor sled“), mismo que se encarga de mover todo el conjunto óptico en una fracción de milímetro; así, el seguimiento de pista se normaliza. De esta manera, en una serie de pasos desaC juste-ajuste del tracking, el ensamble óptico se desplaza gradualmente de adentro hacia afuera conforme se va leyendo el CD. Por supuesto que cuando el usuario selecciona una interpretación musical no seriada (digamos que pasa de la 1 a 5), el movimiento del bloque sucede en un solo paso. También se necesita un circuito que mantenga un control constante de la velocidad de rotación del disco; nos referimos al servo de velocidad lineal constante o CLV (Constant Lineal Velocity). Al respecto, conviene mencionar que la velocidad de rotación del disco no es constante en términos absolutos; más bien se mueve en un rango que va de las 500 RPM durante la lectura de los tracks centra-


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Funcionamiento de un Reproductor de Compact Disc Si Ramón Juan y José se mueven formando una línea radial constante, observamos lo siguiente: en el mismo tiempo Ramón corre una mayor distancia que Juan y que José. Por lo tanto, la velocidad lineal a la que se desplaza Ramón es mayor que la velocidad a la que corre Juan y esta es superior a la de José. En tal caso, aunque Ramón, Juan y José mantienen velocidades de desplazamiento diferentes, se mueven a una velocidad angular constante, porque los tres recorren el mismo ángulo en el mismo tiempo. Esto es equivalente a lo que ocurre en un disco de acetato, donde la aguja recorre más centímetros por segundo cuando está en la periferia que cuando está en el centro, pues la velocidad de rotación siempre es la misma.

Da < Db < Dc

Dc Db

Ramón Juan

Da José

Velocidad angular constante (CAV)

Da =Db = Dc Si ahora los tres personajes recorren el mismo circuito, pero manteniendo la misma velocidad de desplazamiento, en el mismo tiempo José dará más vueltas que Juan y éste que Ramón. Por ejemplo, podríamos decir que José da diez vueltas en una hora, mientras que Juan alcanza a dar ocho vueltas y Ramón sólo cinco. En tal caso, los tres se mueven a una velocidad lineal constante, pero a una velocidad angular variable. Este es el método que se emplea en reproductores de discos compactos, y por eso es necesario que en los primeros tracks de información (parte interna) el disco gire más rápido que en los últimos (parte externa), para garantizar una recuperación uniforme en toda la superficie del CD.

Dc Db Da

Ramón Juan

José

Velocidad lineal constante (CLV)

Figura 1.20

les, hasta 200 RPM para los tracks de la periferia. Si la velocidad de rotación fuera constante de principio a fin del disco, para mantener la lectura de la misma cantidad de información en el mismo tiempo, independientemente de la posición, los datos tendrían que disponerse con una menor densidad en los tracks periféricos, con lo que habría un desperdicio de espacio físico. De ahí que para optimizar la capacidad de almacenamiento del CD (o sea, para mantener la misma densidad de información en cualquier punto de la espiral), su velocidad de giro deber ser mayor cuando la lectura se realiza en la parte central que cuando se realiza en la parte externa. A este recurso se le llama “velocidad lineal constante“ (CLV), y significa que la velocidad absoluta de rotación del disco se va ajustando de acuerdo con la posición de lectura en un momento dado. Gracias a este recurso se lee la misma cantidad de datos por centímetro, independientemente de que la selección musical sea la primera o la última (figura 1.20). 24


Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto Capítulo

2

Consideraciones Sobre la Reparación de un Reproductor

de Discos Compactos Particularidades del Service Como sabemos, en un reproductor de discos compactos coexisten sistemas analógicos con sistemas digitales; por ello, debemos enfrentarnos a circuitos que trabajan tanto con niveles de voltaje como con pulsos. Por lo tanto, para acceder al servicio de estos aparatos es necesario tener un mínimo de conocimientos en áreas tan diversas como control, lógica digital, conversión de señales, óptica y electrónica analógica, así como sobre el funcionamiento de microcontroladores, memorias, demoduladores lógicos, etc. Asimismo, resulta muy difícil reparar estos equipos si no se cuenta con el instrumental adecuado y la información técnica correspondiente, ya que en el proceso de detección de fallas hay que monitorear varias señales cuya ubicación varía de modelo a modelo. En consecuencia, le recomendamos que no trate de reparar estos aparatos si no cuenta con los elementos indispensables para iniciar un procedimiento de servicio, porque fácilmente puede provocarles algún daño que incluso puede llegar a ser irreversible. Un punto que viene a complicar aún más el servicio a reproductores de CDs es la amplia variedad de modelos existentes, cada uno con sus particularidades. Así, tenemos aparatos de mesa que por lo general se conectan directamente a la línea de alimentación; aparatos modulares que se conectan a un modelo específico de minicomponente; radiograbadoras con CD que se conectan a la línea o que se pueden alimentar con baterías; reproductores portátiles con pilas recargables y autoestéreos que se conectan a la batería de 12V. Como puede suponer, aunque en la mayoría de los circuitos internos no hay variantes sustanciales, la fuente de poder sí presenta cambios importantes que deben tomarse en cuenta (figura 2.1). El procedimiento de ajustes de un aparato portátil es ligeramente distinto al de un aparato de mesa, ya que debe estar más protegido contra vibraciones externas (golpeteos, oscilaciones, bamboleos, etc.); así, mientras que para los modelos de mesa es suficiente un buen funcionamiento


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Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto

5V (Circuitos digitales) 9-12V (Drivers y motores) +/-5 - +/-15V (Sección audio) -30V Display 3VAC Otros voltajes

Figura 2.1

en condiciones estáticas, para los reproductores portátiles son indispensables pruebas en movimiento (simulando por ejemplo un trote ligero, mientras el aparato cuelga a un costado), a fin de garantizar que en ningún momento se pierda la continuidad de la reproducción. Es decir, vamos a encontrarnos con métodos de reparación muy distintos a los que estamos acostumbrados en TV y video. Por tal motivo, deben hacerse las consideraciones correspondientes. 26



Figura 2.3

Equipo y Materiales Recomendados

Figura 2.2

Figura 2.4

a) Multímetro digital. Se recomienda uno de marca reconocida y con amplios rangos de medición (figura 2.2). b) Osciloscopio. Aunque basta con un osciloscopio de doble trazo y con un ancho de banda de por lo menos 20 MHz, puede requerirse uno de mayor velocidad para algunos ajustes críticos (figura 2.3). c) Frecuencímetro. Son limitadas las aplicaciones de un frecuencímetro en este ámbito de servicio. No obstante, se recomienda tener uno de estos instrumentos; su frecuencia de corte mínima debe ser de unos 100MHz (figura 2.4), puesto que en algunos reproductores de CDs existen ajustes de osciladores con tolerancias muy reducidas, lo que elimina la posibilidad de usar el osciloscopio. d) Manuales de Servicio. Definitivamente quedó atrás la época en que el técnico en servicio podía deducir el funcionamiento de un circuito con sólo observarlo; esto resulta imposible hoy día, con la integración de circuitos y el uso de módulos completos. Por eso es importante contar con el manual de servicio del aparato en cuestión, tanto para el seguimiento de las señales como para los ajustes requeridos.

Herramientas Electrónicas Diversas Se debe tener a mano un cautín, destornilladores, pinzas, etc., si es que se quiere reparar un reproductor Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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A B

Figura 2.5 de discos compactos (figura 2.5A). Este punto no merece mayores comentarios, a excepción del cautín; no debe exceder de 30 watts, y tiene que estar aislado de la línea de alimentación (figura 2.5B). También procure tener a la mano soldadura de aleación de plata, que se recomienda para el reemplazo de los cada vez más comunes circuitos y dispositivos de montaje superficial.

Discos de Prueba Aunque para la mayoría de ajustes que se hacen a un reproductor de CDs se puede utilizar prácticamente cualquier disco, llegado el momento de enfrentarse con la etapa de audio se requiere forzosamente uno con patrones de audio; esto permite una más rápida localización de la etapa defectuosa. Los discos de prueba son elementos auxiliares que pueden ser preparados por usted, a excepción del que contiene los patrones de audio (pues éste se fabrica especialmente para tal tarea). Se recomienda conseguir algunos discos con características especiales, como son: uno de larga duración (más de 73 minutos), para probar la reproducción de toda el área del disco; uno con múltiples tracks de audio (preferentemente más de 30 selecciones musicales), para comprobar el correcto desempeño de las funciones de búsqueda de canción; uno que provenga de matrices muy antiguas, a fin de garantizar que está activada la ecualización interna; y uno que incluya una sola selección musical de larga duración (más de 30 minutos), para garantizar la continuidad del display. También tenga a mano algunos otros discos de prueba inicial, como los que se mencionan a continuación: 28



Figura 2.6

Figura 2.7

a) Uno nuevo para las pruebas preliminares y ajustes principales. b) Uno usado, que de preferencia muestre huellas de maltrato (algunos rayones en la superficie de lectura son suficientes); se utilizará para el ajuste fino de los diversos controles (y es que cuando un reproductor de CDs ya es capaz de leer sin problemas un disco bastante “rayado“, seguramente leerá correctamente los discos que estén en buenas condiciones). c) Uno nuevo, al que como se muestra en la figura 2.6 habrá que pegarle delgadas tiras de cinta de aislar (aproximadamente 1 mm de ancho). Estas líneas simulan rayones muy pronunciados que, obviamente, provocan la pérdida de grandes segmentos de señal; si un reproductor de CDs es capaz de leer este disco sin que el audio de salida presente variaciones, se puede afirmar que está convenientemente ajustado y que por lo tanto puede reproducir cualquier otro disco en razonables condiciones. d) El disco con patrones de audio, que se utilizará para hacer pruebas en la sección de audio final. Este disco debe incluir patrones de tipo senoidal y de diversas frecuencias en ambos canales y por separado, para identificar los componentes defectuosos en aparatos con fallas en la calidad del audio obtenido. Dado que los principales fabricantes de reproductores de CDs producen también sus discos de prueba, se pueden encontrar marcas como Aiwa, Sony, JVC, Philips y otras. Incluso la empresa autora de esta publicación, Centro Japonés de Información Electrónica, ha producido un exitoso disco de pruebas (figura 2.7); basta con que consiga uno solo, sin importar su marca o modelo. Es cierto que un disco normal sirve también para estas pruebas; sin embargo es más fácil detectar con el osciloscopio aberraciones en una onda uniforme, que en una señal de audio.


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Procedimiento para la Reparación Seguramente ya está usted ansioso por entrar en acción para efectuar sus primeras reparaciones en reproductores de discos compactos. Pero queremos insistir en que el conocimiento teórico en muchas ocasiones no resulta suficiente; tan es así, que incluso a un técnico experimentado se le puede dificultar el diagnóstico de algunas fallas cuando todavía no se ha enfrentado a un equipo en particular. Precisamente para minimizar en lo posible estas eventualidades, en esta publicación vamos a presentar un método secuencial que permite detectar fallas en reproductores de CDs. La idea general es ir eliminando poco a poco bloques enteros como posibles fuentes de problema, de modo que por aproximaciones sucesivas se vaya aislando la causa de una determinada falla. La guía de detección de fallas que se presenta en el siguiente subtema (“Localización de fallas“), se ha diseñado teniendo en mente abarcar la mayor parte de aparatos posibles; o sea, desde reproductores portátiles tipo DiscMan hasta los modernos aparatos de carrusel o magazine (figura 2.8). Quizá algunas de las explicaciones sobre determinadas secciones en específico le resulten tediosas y obvias; pero la experiencia nos dice que nunca hay que despreciar aquello que parezca obvio, y que hay que revisar incluso el aspecto más insignificante de la operación de un equipo; seguramente que así encontraremos en poco tiempo la sección defectuosa, a la que ya sólo habrá que reparar o sustituir.

Figura 2.8

Metodología de los Diagramas de flujo La guía de detección de fallas se ha organizado en forma de diagramas de flujo, en los que se van indicando paso a paso los elementos que hay que verificar, las señales que hay que visualizar, los voltajes que hay 30


Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto que buscar, así como las acciones a ejecutar cuando algún No Fuente de poder, voltaje o señal ¿Enciende el equipo? Syscon aparezca o no Sí aparezca. De esta manera, usted ¿Display correcto? No Syscon puede fácilmen¿Se inicializa correctamente el Mecanismo te ir desconecaparato? tando etapas enSí teras del aparato como posibles Solicite la introducción de un disco. No Mecanismo ¿Se efectúan correctamente todos los causas del proSensores del Syscon movimientos? blema; entonces Sí se concentrará únicamente en Recuperador óptico No ¿Hace la función focus search aquellas que le Syscon correctamente? Servomecanismo hagan abrigar Sí fundadas sospeServomecanismos chas. No Introduzca un CD ¿Lee la TOC Amp.RF Para facilitar sin problemas? Recuperador óptico aún más el diagSí nóstico de los aparatos, vamos No ¿Lee el audio correctamente? Servomecanismos a utilizar un dia(el display avanza normalmente) Recuperador óptico grama de flujo Sí inicial al que hemos denominaNo ¿Hay salida del audio Proceso digital DAC do “diagrama de del convertidor D/A? flujo general“ Sí (figura 2.9). No ¿Audio correcto? Etapa de audio A partir de éste, por medio Sí de pruebas muy No Revisión final ¿Realiza bien todas las funciones? generales, desde Sí un principio podremos descartar Equipo en buen estado a ciertos bloques como causa del Figura 2.9 problema; además, dependiendo de los signos específicos del aparato en cuestión, nos conducirá de manera casi directa hacia la(s) sección(es) que esté(n) presentando la falla. Le recomendamos que siempre que se enfrente por primera vez a un Conecte el equipo, aplique energía externa o coloque baterías. Encienda

Diagrama de flujo general


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Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto Fuente de poder Conecte el aparato a su fuente externa de energía (AC, pilas, eliminador, etc.) ¿Llega este voltaje al aparato?.

No

Revise cables, clavijas, fusibles de entrada, dispositivos de protección, estado de las pilas o eliminador, etc.

Sí

¿Salida del transformador correcta?

No

Verifique switch 110/220v, transformador defectuoso

Sí No ¿Voltajes de DC rectificados correctamente?

Puente rectificador, filtrado

Sí No

Checar circuito regulador

No

Checar filtros de línea y/o cortocircuitos

¿Salidad reguladas correctas? Sí ¿Todas las líneas están limpias y sin rizos? Sí No

Syscon

¿Hay pulso de encendido? Sí ¿Aparecen los voltajes conmutados?

No

Circuito conmutador regulador controlador

Sí Al funcionar los motores. ¿Los voltajes de alimentación se mantienen?

No

Motores, sistema mecánico

Sí Fuentes en buenas condiciones

Figura 2.10 reproductor de CDs, siga estos sencillos pasos; serán poca las ocasiones en que se le dificulte el aislamiento de un problema.

Localización de Fallas Diagrama de flujo general En la figura 2.9 vemos el diagrama de flujo inicial que nos permitirá dirigirnos a secciones específicas, con fundadas sospechas de que ahí se encuentra la falla. 32


Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto Este diagrama es una guía general para verificar las secciones a grandes rasgos, puesto que más adelante presentaremos los esquemas para cada uno de los bloques que componen un reproductor de discos compactos. Fuente de poder Tal vez parezca extraño que la revisión de un aparato inicie con la verificación de un bloque tan sencillo como la fuente de poder, en vez de dirigirse primero a, por ejemplo, la emisión láser o la captura del disco. El hecho obedece a que, como sabemos, tal bloque es el encargado de tomar el voltaje de la fuente original (llámese línea de AC, baterías o cualquier otra fuente externa) y convertirlo en aquellas tensiones necesarias para el buen funcionamiento de los circuitos y motores dentro del equipo. Figura 2.11 Entonces, como resulta obvio, un problema en la Sistema de control Conecte el aparato (no lo encienda todavía) fuente de poder se puede traducir en etapas enteras que se queden sin alimenNo ¿Llega el voltaje de alimentación Fuente de poder, permanente al circuito controlador? revisión de tablilla tación (y que por lo tanto no trabajen), o en aparaSí tos completamente No Cristal o circuito “muertos“. Así que un ¿Existe la oscilación del reloj? oscilador microcontrolador buen punto de partida consiste en asegurarnos de Sí que la fuente de poder Aplique un reset No falso; si se corrige, Encienda el equipo. ¿Todo se funciona adecuadamente, cambio de circuito comporta de acuerdo con lo esperado? para poder descartarla en reset; de lo contrario verifique sensores el sucesivo rastreo de la fay microcontrolador Sí lla (figura 2.10).

Solicite la expulsión e introducción del carro. ¿Todo correcto?

No

Verifique entrada de órdenes al CPU, salida hacia el o los motores, excitadores y sensores

Sí Introduzca disco y solicite PLAY ¿Hay función focus search y lectura del TOC?

No

Verifique intercambio de señales entre CPU y la sección del amplificador de RF

No

Teclado, receptor, IR, microcontrolador

Sí Durante la reproducción, ¿obedece el equipo todas las órdenes? Sí Syscon en buenas condiciones

Etapa del sistema de control El siguiente bloque que se debe revisar es, sin duda alguna, el sistema de control (syscon); éste hace las veces de “cerebro“ del aparato, recibiendo todas las órdenes del exterior y encargándose de su puntual cumplimiento. Si este cerebro falla, la operación general del aparato será muy errática (si


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Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto es que hay Sistema mecánico Conecte y encienda el aparato operación, porque puede no ha(Para sistemas de carrusel o berla), a pemagazine) sar de que No ¿Se inicializa correctamente Syscon, sensores, los demás el mecanismo? (gira el carrusel, motores se cargan las charolas circuitos buscando disco, etc.? funcionen Sí perfectamente. Solicite la explusión del carro Las fallas No Motores, syscon, ¿Movimientos correctos? sensores que se preSí sentan en el sistema de control son No Puesta a tiempo, ¿Introduce bien el disco y hace el del mecanismo muchas y movimiento de clamping? muy variadas, y van Sí desde un Puesta a tiempo, aparato que ¿Otras funciones mecánicas No limpieza, verificación correctas? trabaja bien de sensores (excepto Sí por alguna función que Mecanismo en buen estado se comporta muy rara) Figura 2.12 hasta equipos que simple y sencillamente no obedecen ninguna orden dada por el usuario, no capturan los discos y no reproducen las melodías contenidas en éstos. Sin embargo, se puede decir que es universal el método para determinar si esta sección está fallando (figura 2.11). Sistema mecánico Aunque la operación del sistema mecánico está estrechamente relacionada con el syscon, conviene revisarla por separado; en ella pueden aparecer problemas insospechados. Es sumamente difícil describir un método de detección de fallas general para esta sección, tomando en cuenta la enorme variedad de mecanismos que existen en el mercado; simplemente considere la sencillez del mecanismo de un Discman y la complejidad de movimientos de un aparato de magazine o de carrusel. Mas todos ellos tienen que ejecutar algunos movimientos básicos, para introducir el disco a su cámara de reproducción y colocarlo en posición de lectura. En la figura 2.12 observamos el diagrama de flujo para diagnosticar esta etapa. 34


Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto Introduzca el disco

Amplificador de RF y servomecanismos Ajuste potenciómetros de focus, hasta obtener la señal FOK. Si no se obtiene, checar recuperador óptico

No ¿Se activa la señal FOK? Sí

No ¿Se lee la TOC?

Visualizar señal RF. Si el patrón de ojo está defectuoso, retoque a focus. Si RF está muy débil, checar recuperador. Se dificulta la captura del track; ajustar potenciómetros de tracking.

Sí ¿Se leen correctamente las melodías?

No

Retoque al servo, ajuste de PLL o VCO; revisar sled

Sí ¿Hace los saltos de melodía correctamente?

No

Sí

Retoque al servo, mantenimiento a sled

Figura 2.13

Etapas en buen estado

Coloque un disco en modo PLAY

¿Llega la señal EFM al proceso digital?

Proceso digital y convertidor D/A

No

Amplificador de RF, servos

Sí ¿Se expiden las señales DATA, L/RCK y CLK adecuadamente?

No

Proceso digital

Sí ¿Salen las señales de audio L y R?

No

Convertidor digital/análogo

Sí Introduzca un disco con patrones de audio. ¿Audio correcto?

No

Proceso digital convertidor D / A

Sí Etapas en buen estado

Figura 2.14

Amplificador de RF y servomecanismos Son las etapas en que más frecuentemente llegan a presentarse problemas. Se calcula que aproximadamente un 70% de las fallas que surgen en reproductores de CDs, están relacionadas de una u otra forma con los ajustes de servomecanismo o con el OPU. En la figura 2.13 presentamos un diagrama de flujo para el rápido diagnóstico de esta etapa. Proceso digital y convertidor D/A ¿Por qué reunir estas dos etapas en un solo diagrama de flujo? Pues precisamente porque cada vez es más común encontrar estos dos bloques en un solo circuito integrado; además, y a pesar de ser tan complejo, el bloque de proceso digital prácticamente está contenido en su totalidad en un IC de alta escala de inte-


35

Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto gración; así que para determinar su buen funcionamiento, sólo podríamos revisar señales de entrada y de salida (sin contar que son pocas las veces que falla dicho integrado). Por su parte, la sección del DAC suele fallar con más frecuencia que la de proceso digital; pero sus problemas casi nunca se originan en el mismo circuito convertidor, sino en alguno de sus elementos auxiliares. En consecuencia, es conveniente seguir un método de diagnóstico de estas etapas para no tener que cambiar piezas costosas y difíciles de instalar; porque lo peor del caso, es que esta sustitución no garantiza que la falla sea eliminada. En la figura 2.14 se muestra el diagrama de flujo para el análisis de estas secciones. Etapa de audio El último bloque de la cadena que transporta al audio digitalizado desde la superficie de datos del CD hasta la salida que va hacia el amplifiColoque un disco con patrones de prueba en modo PLAY

Etapa de audio

No ¿Salida de DAC correcta?

Figura 2.15

Proceso digital y/o DAC

Sí ¿Etapa de ecualización funcionando corrrectamente?

No Syscon, ecualizador

Sí

¿Etapa de MUTE correcta?

No

Syscon, etapa MUTE

Sí No Preamplificadores y filtros

¿Salida de audio OK? Sí No ¿Salida de audífonos OK?

Amplificador, audífonos, jack de conexión

Sí Etapas en buen estado

36


Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto cador de potencia, es la etapa de audio análogo. No obstante su aparente sencillez, este bloque llega a presentar múltiples problemas en su operación; por tal motivo, también mostramos un diagrama de flujo para diagnosticar fallas en su interior (figura 2.15). Revisión general final Aunque, estrictamente hablando, con el paso anterior hemos terminado de describir cómo se hace el diagnóstico de un reproductor de discos compactos típico, nunca está de más dar un último vistazo a ciertos detalles que podrían escaparse a nuestra atención. En la figura 2.16 se especifican aquellos puntos finos cuya ejecución

Coloque un disco en modo PLAY

Revisión general final

Figura 2.16

No Pruebe función PROGRAM ¿todo bien?

Syscon

Sí

Pruebe función FADER ¿todo bien?

No

Syscon, etapa MUTE

Sí Someta el equipo a una prueba de vibración. ¿Todo bien?

No

Retoques muy leves al servomecanismo

Sí Pruebe funciones especiales, como el cambio de CD´s mientras reproduce otro. ¿Todo bien?

No

Verifique Syscon, mecanismo, sensores

Sí

Aparato en buen estado


37

Consideraciones Sobre la Reparación de un Disco Compacto apropiada nos dejará satisfechos de nuestro trabajo; aunque, claro, el beneficio directo será para nuestro cliente.

Observaciones Como ha podido apreciar, el proceso de detección de fallas en un reproductor de discos compactos no es más que una serie de pasos perfectamente establecidos; si se siguen con estricto orden, le garantizarán una labor de reparación exitosa en un 90-95% de los casos a los que se enfrente. Le sugerimos practicar con distintas marcas y modelos de aparatos, para ir adquiriendo habilidad en la detección inmediata del origen de una falla y, por consiguiente, en una más fácil solución de ésta. Recuerde que la práctica hace al maestro.

38


Mantenimiento y Service del Lector Optico Capítulo

3

Mantenimiento y Service del Lector Optico Cuándo Descartar Definitivamente el Lector Como Fuente del Problema Las causas de que un reproductor de discos compactos envíe el mensaje de “no disc“ a pesar de tener un disco en su interior, pueden ser muchas y muy variadas; y efectivamente algunas de ellas son síntoma de fallas del lector óptico, lo cual implica casi irremediablemente su reemplazo. Pero tomando en cuenta que es un elemento muy costoso, no hay que reemplazarlo a menos de que estemos 100% seguros de que es la pieza dañada. En ocasiones, al introducir un disco en nuestro reproductor, éste tarda un buen rato en leer la tabla de contenidos; por lo tanto pasan varios segundos antes de que aparezca en el display el número de melodías y la duración total del disco. Sin embargo, a pesar de que el aparato alcanza a leer esta información, cuando recibe la orden PLAY no responde; luego de unos instantes, expide el mensaje de “no disc“ u otro de error similar. Cuando se enfrente a esta situación, lo más seguro es que el problema no se encuentra en el lector óptico; si estuviera dañado, no sería capaz de leer ni siquiera la tabla de contenidos. Entonces tendremos que pensar en ajustes de servomecanismo, revisión del sistema mecánico o fallas similares; es decir, podemos descartar casi por completo al lector óptico. Lo mismo podemos señalar de aquellos aparatos en los que se alcanzan a leer las primeras melodías pero no las últimas, en los que se reproducen los discos y éstos suenan “rayados“, en los que al estar recuperando normalmente una canción su sistema de pronto se detiene, o en otros cuyo lector de CDs es capaz de leer la información del disco al menos por unos segundos. En todos estos casos, lo más probable es que el lector se encuentre en buenas condiciones operativas y que la falla esté en cualquiera de sus circuitos auxiliares.

Cuándo Sospechar del Lector Vamos a suponer que -como vemos en la figura 3.1- llega a sus manos un aparato que ante todas las pruebas estáticas (sin disco) parece comMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

39

Mantenimiento y Service del Lector Optico

portarse bien; esto es, expulsa e introduce la bandeja, se coloca en posición de lectura e incluso efectúa los movimientos de focus search -es decir, cuando la lente de enfoque sube y baja un par de veces tratando de encontrar un disco que leer. No obstante, al momento de recibir un disco no gira o lo hace pero a una velocidad incorrecta, y además -luego de unos instantes- expide el mensaje “no disc“; y en general el problema persiste a pesar de que usted haya hecho múltiples ajustes de los potenciómetros de enfoque y/o tracking. Esto quiere decir que muy probablemente se está usted enfrentando a un lector óptico en mal estado (figura 3.2). Sin embargo, esta prueba puede parecer muy subjetiva. Pero existe un método más técnico por medio del cual podemos asegurarnos de que efectivamente el lector óptico está defectuoso; para ello tendremos que seguir tres pasos principales (figura 3.3): A) Verificación ocular de la función focus search y de la emisión del láser La primera prueba a realizar cuando sospechemos del mal funcionamiento del lector óptico, es comprobar que, al momento de introducir la bandeja del disco, el aparato se coloque automáticamente en función de focus search (que como sabemos, es el movimiento que realiza la lente de enfoque al subir y bajar un par de veces mientras busca un disco en el cual enfocar su rayo láser). Obviamente, esto implica que durante todo el tiempo que dure el focus search, el diodo láser deberá estar encendido; entonces podemos verificar visualmente la existencia de la emisión láser. El procedimiento correcto para la verificación ocular de la función focus search y de la emisión del láser, es el siguiente: coloque el aparato en modo focus search (generalmente basta con sacar y volver a meter la bandeja sin disco, aunque en ocasiones hay que “engañar“ al aparato haciéndole “creer“ que efectivamente hay un disco adentro; para esto, dé la orden PLAY); observe atentamente y de manera lateral la lente de enfoque, 40

Figura 3.1

Figura 3.2


Mantenimiento y Service del Lector Optico A Extraiga y vuelva a meter, sin disco, la charola

¿Se coloca el aparato automáticamente en función focus search?

Verificación ocular de la función focus search y de la emisión del diodo láser

No Oprima la tecla PLAY

Sí

¿El diodo láser se mantiene encendido durante toda la función focus search?

No Revise el diodo láser

Sí

No Verifique visualmente que hay emisión del láser

Revise alimentación, filtrado y diodo láser

Sí

¿Se observa una luz roja muy débil en el fondo de la lente de enfoque?

Sí Diodo láser en buen estado

Figura 3.4

Por lo menos 30 cm.

No

El diodo emisor del recuperador está dañado

Reemplace el recuperador

Figura 3.3A

manteniéndose a una distancia de por lo menos 30 cm (figura 3.4). Cuando sí existe una emisión láser, en el fondo de la lente de enfoque alcanza a distinguirse una luz roja muy débil; así se indica que efectivamente el diodo láser está funcionando. Si la luz no se observa, lo más seguro es que se trata de un lector cuyo diodo emisor está dañado; lógicamente, será indispensable reemplazar toda la pieza.

B) Búsqueda de la señal FOK Una vez superada la inspección anterior, es el turno de introducir un disco y comenzar a medir, por medio de un multímetro u osciloscopio, en los circuitos de salida de señal. Apóyese en su manual de servicio para localizar el punto por donde sale, del bloque amplificador de RF, una señal conocida por casi todos los fabricantes como FOK (por sus siglas en inglés de “enfoque correcto“); ésta se activa cada vez que la lente de enfoque logra concentrar la luz


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Mantenimiento y Service del Lector Optico Búsqueda de la señal FOK del láser en la suIntroduzca el disco perficie de datos de un disco compacto (figura ¿La lente de enfoque No concentra la luz del láser en 3.5); además, coFalla de detectores o Revisar la superficie de datos del CD? debilidad de la emisión láser mo es extraída precisamente de los fotodetectoSí res del lector óptico, cuando está No ¿Se activa la Mueva los ajustes presente casi gaseñal FOK? de enfoque rantiza que el lector óptico está Sí Sí en buenas condiRevisar No ciones. ¿Ya se activa la recuperador Recuperador óptico en señal FOK? óptico La señal FOK buenas condiciones y ajustes de servo en su lugar es tan sólo un pulso de aproximadamente 5 volts, que puede No ser activo en ni¿La señal FOK cambia de bajo a alto o viceversa? vel alto (lógica positiva) o activo en nivel bajo (lóSí gica negativa). La lente de enfoque localizó Para comprobar la superficie de datos del CD y Figura 3.3B cuál de ellos es el empezará a recuperar el contenido de laTOC que usa un fabricante en particular, simplemente mida el nivel que tiene esta señal cuando no hay disco dentro del aparato; por supuesto, ese será el nivel en que la señal FOK está desactivada. Ahora supongamos que se introduce un disco en el aparato y que éste comienza a leerlo; si el lector óptico se encuentra en buenas condiciones y además los ajustes de servo no están excesivamente fuera de lugar, esta señal deberá cambiar de bajo a alto o viceversa; de esta manera sabremos que la lente de enfoque sí pudo localizar la superficie de datos del disco compacto, y que enseguida empezará con el proceso de recuperación del contenido de la TOC. Pero si se introduce un disco y la señal FOK no cambia en lo absoluto, e incluso luego de mover los ajustes de enfoque no conseguimos activarla, quiere decir que el lector no es capaz de encontrar la superficie de datos del CD, ya sea por debilidad de la emisión láser o por falla de alguno de los fotodetectores.

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Mantenimiento y Service del Lector Optico C) Lectura de la TOC Conecte el osciloscopio a la salida RF Hagamos de cuenta que también la prueba Revise modulación del rayo láser cuando éste anterior fue su¿Se obtiene No alcanza los pits de la señal RF? perada sin prola superficie del disco blemas; en tales circunstancias, es Sí necesario comprobar una de las ¿Se observa Sí Falla en el recuperador señales más imdébil o inestable? óptico o en alguno de sus circuitos auxiliares portantes dentro de un reproductor de discos compactos: la seNo Verifique y corrija ñal de RF, que como ya sabemos- es una señal que se geSí ¿Es coherente ahora nera precisamenla señal RF? te a partir de la modulación que Recuperador óptico en No buen estado en el rayo láser Recuperador óptico producen los pits defectuoso de la superficie del disco. Figura 3.3C Reemplace En la señal RF van “montados“ todos los datos que contiene un disco compacto, desde audio digitalizado hasta información numérica que indica al reproductor (y al usuario) el número de la melodía que se está leyendo y cuánto tiempo lleva ésta en reproducción, entre otros datos. En otras palabras, la señal RF es indispensable para poder obtener la TOC (siglas de Table Of Contents o tabla de contenidos -una especie de índice que todo disco compacto tiene en su inicio). Sin la señal RF, de nada serviría que la señal FOK estuviese presente; el disco no sería reconocido por el reproductor, mismo que luego de un rato expediría el mensaje de error “no disc”. Para que la información de la TOC pueda ser leída, también se requiere la presencia de la señal RF; su aspecto sería como el que se muestra en la figura 1.11 (se necesita un osciloscopio para hacer esta medición). Si la señal RF se ve débil o inestable, es posible que el problema no se encuentre en el lector óptico, sino en alguno de sus circuitos auxiliares.

Lectura de la TOC (comprobación de la señal)


43

44

Laser diode

C

B

B

C

D

A

B+

1 4 2 5 10 6

LD DRIVE Q101,102

Tracking gain

RV103

focus gain

RV102

34 PHD

33 LD

44 TEI

1 FEO 42 TEO

2 FEI

39 E

38 F

35 RF1 36 PD2

31

12

FOK 25

CLK 19

XLT 20

DATA 21

TAO 13

TA-M

FE -M 7

FE -O 6

37

FGD 4 XRST 25

FEBIAS

C.OUT 23 24 SENS

RFO

IC101(1/2)

FOCUS/TRACKING SERVO EFM COMPARATOR

Focus bias B+

RV101

Figura 3.5

F

D

A

E

Detector

K

OPTICAL PICK-UP BLOCK


Fragmento del diagrama a bloques de un reproductor de CD´s SONY HCD-D270 Note la línea FOK saliendo del amplificador de RF


Mantenimiento y Service del Lector Optico Si la lectura de una señal RF coherente no se consigue a pesar de que se han verificado y tratado de corregir estos circuitos, lo más probable es que nos estemos enfrentando a un lector óptico defectuoso. Acabamos de darnos cuenta de que comprobar las condiciones de operación de un lector óptico es una tarea relativamente sencilla. De cualquier forma, no olvidemos que hay casos en que los resultados de las tres pruebas anteriores apuntan a un dispositivo defectuoso; pero en realidad sólo son síntomas de problemas menores dentro de este ensamble. A continuación veremos algunos métodos que nos permiten, en determinadas situaciones, rescatar un lector óptico que aparentemente ya no tiene remedio.

Al Rescate del Lector Optico Esta es una buena noticia para el personal encargado del servicio electrónico: existen algunos procedimientos con los que es posible intentar el rescate del lector óptico, una vez que se ha comprobado que es la fuente de problemas de un reproductor de CDs. De manera que si usted quiere evitar la necesidad de comprar e instalar una nueva pieza, le recomendamos seguir los pasos que enseguida iremos mencionando.

Figura 3.6

Método 1: Limpieza profunda de la lente de enfoque Una lente de enfoque sucia es causa de un sinnúmero de fallas que recurrentemente llegan a nuestro centro de servicio. Esta situación se acentúa en aparatos portátiles como los DiscMan y grabadoras con reproductor de CDs; como el usuario sólo tiene que abrir una puerta para colocar el disco en su posición de lectura, puede observar de cerca la lente de enfoque y no pocas veces- sentir curiosidad por tocarla. Por tal motivo, siempre que usted reciba un aparato que no sea capaz de leer los discos o al que le cueste mucho trabajo capturarlos, acostúmbrese a verificar primero (si es posible con lupa) que la superficie de la lente de enfoque se encuentre completamente limpia y libre de impurezas. Este problema también puede aparecer en aparatos de mesa, sobre todo si provienen de sitios muy polvosos (figura 3.6).


45

Mantenimiento y Service del Lector Optico Si la lente se ve polvosa, pero no con grasa, puede retirar todas estas impurezas utilizando aire comprimido en spray; aplíquelo de forma lateral a la lente, de modo que el flujo de aire retire por completo las partículas que obstruyen el correcto paso de la luz. Si la lente presenta manchas de grasa atribuibles al usuario, se recomienda emplear un spray que especialmente para esta tarea producen diversos fabricantes de equipo electrónico (consulte en los comercios especializados). Este limpiador posee solventes especiales que retiran todo vestigio de grasa de la superficie de la lente, pero sin dañar la delicada película que la recubre (también puede utilizar el líquido que se usa para limpiar los lentes de contacto). En realidad, este es el método más recomendable para limpiar la lente de enfoque; pero se trata de un producto difícil de conseguir. En tal caso, otros método para limpiar la lente de enfoque consiste en utilizar un poco de alcohol isopropílico y de agua destilada (se consiguen en farmacias grandes); mezcle estos compuestos en proporciones iguales (50% y 50%), y tenga a la mano la solución para llevar a cabo la limpieza que a continuación describimos.

La lente de enfoque se limpia con un movimiento espiral de adentro hacia afuera

Figura 3.7

1. Con un palillo de dientes de madera y un poco de algodón, fabrique una especie de cotonete suave; no conviene usar los cotonetes comerciales, porque el alcohol isopropílico puede disolver el pegamento con que el algodón se adhiere al pivote (éste puede traspasarse a la lente, arruinándola por completo). 2. Humedezca (no empape) el cotonete, y páselo sobre la lente de enfoque con un movimiento espiral del centro hacia afuera (figura 3.7); desplácelo por la superficie, ejerciendo la menor presión posible. Con esto se consigue limpiar perfectamente la superficie de la lente; las pequeñas partículas que de forma casi inevitable quedan adheridas a ella, se alojarán en la periferia; pero ahí no estorban el paso del haz láser en su camino hacia el disco compacto. Método 2: Limpieza interna del lector óptico Cuando la superficie de la lente de enfoque llega particularmente sucia de polvo, la mayoría de las veces no basta con limpiar solamente esta pieza; es preciso hacer una limpieza más profunda de los elementos del lector óptico. Para el efecto, siempre que sea posible (nunca trate de for46


Mantenimiento y Service del Lector Optico Figura 3.8 Potenciómetros

zar el aparato), retire la cubierta o “capuchón“ de plástico que cubre al ensamble donde viene montada la lente de enfoque (conocido como “dispositivo de dos ejes“). Estando así el lector, aplique una descarga de aire comprimido para que todas las piezas que tienen contacto con el exterior queden perfectamente libres de polvo. Sin colocar el “capuchón“, trate de que el aparato lea un disco; si esto se consigue, usted ya sólo tendrá que volver a colocar en su sitio esta cubierta de plástico; así habrá concluido su labor. Pero si el aparato no puede leer el disco, inténtelo de nuevo; si la lectura no puede hacerse aún, significa que la causa del problema seguramente se encuentra en otro punto. Método 3: Ligero ajuste a la potencia del láser Si ya ha hecho la reparación de algunos reproductores de CDs, seguramente habrá notado que en uno de los costados del lector óptico aparece un pequeño potenciómetro; como podrá imaginarse, este dispositivo se encarga de regular la cantidad de corriente que pasa por el diodo emisor láser; por eso es que con él puede ajustarse la potencia del rayo láser (figura 3.8). Ahora bien, existen fallas en las que por alguna razón el diodo láser ya no emite el haz de luz con la potencia requerida y, por lo tanto, le resulta prácticamente imposible recuperar la información desde la superficie del disco. Nos damos cuenta de este problema, cuando el sistema está tratando de leer la TOC y entonces la señal RF aparece en el osciloscopio con una amplitud sumamente baja (digamos que de una amplitud teórica de 1.0 Vpp baja hasta 0.3 Vpp -figura 3.9). En tal caso, antes de pensar en la sustitución del lector óptico, debeMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Mantenimiento y Service del Lector Optico mos tratar de “revivirlo“; basta con mover muy ligeramente el potenciómetro, de modo que a través del diodo láser circule un poco más de corriente. Pero este movimiento no debe hacerse “al tanteo“, sino de acuerdo con ciertas reglas; en primer lugar, hay que medir la corriente que originalmente circula a través del LED; mas como tampoco conviene abrir el circuito para introducir el amperímetro, la medición debe hacerse por métodos indirectos; auxiliándose del diagrama esquemático del aparato en cuestión, localice alguna resistencia que esté en serie con el diodo emisor y mida el voltaje que aparece en sus extremos (figura 3.10); vea el valor nominal de dicha resistencia, y calcule la corriente mediante la fórmula I = V/R; una vez obtenido este parámetro, mueva ligeramente el potenciómetro de modo que la corriente aumente (pero nunca más de un 10-20% por encima del valor original). El hecho de que sea necesario mover aún más el potenciómetro para lograr la lectura, es síntoma casi seguro de que el diodo láser ha llegado al límite de su vida operativa; dado que puede fallar en cualquier momento, lo más recomendable es reemplazar el lector óptico.

Figura 3.9

Figura 3.10

Optical Pickup Rx

Potenciómetro en el OPU

Rx

48


Mantenimiento y Service del Lector Optico Figura 3.11

Figura 3.12

Método 4: Cambio del filtro de voltaje asociado Existen algunos modelos de lector óptico que han presentado un elevado índice de fallas; se ha descubierto que el problema no está en ninguno de sus elementos críticos (emisor y detectores de luz, elementos ópticos, bobinas de servo, etc.), sino en el pequeño filtro que aparece en uno de sus costados (figuras 3.11 y 3.12). Sospeche especialmente de aquellos lectores que traen un filtro tipo electrolítico (los de tantalio rara vez fallan). Sólo como prueba, en caso de que ya haya subido la potencia del láser sin resultado, cambie este filtro (por supuesto que deberá regresar la corriente del láser a su valor original). Asegúrese de que la forma del nuevo filtro sea igual a la del original, para que no vaya a estorbar los movimientos mecánicos de todo el conjunto. En muchos casos, con esto se logra salvar el lector óptico. Método 5: Calentamiento del lector óptico Este es un método agresivo, recomendado solamente como último recurso (siempre y cuando esté seguro de que el lector se encuentra en buenas condiciones, y de que nada más tiene algún pequeño problema mecánico). Si ha analizado con cuidado la estructura de un lector óptico (figura 3.13), se habrá dado cuenta de que la lente de enfoque se encuentra “flotando“ en una posición intermedia gracias a la acción de un pequeño resorte de goma; con el uso constante (sobre todo en lugares calurosos), éste puede comenzar a “vencerse“; en consecuencia, la lente de enfoque puede caer ligeramente de su posición original de trabajo. Esto hace que los circuitos servo no sean capaces de enfocar correctamente la superficie de datos del disco compacto; aparece entonces el famoso mensaje de “no disc“, a pesar de que todos los elementos electrónicos y ópticos del lector se encuentren en perfectas condiciones.


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Mantenimiento y Service del Lector Optico Para solucionar el problema, retire el lector óptico del aparato (observando las precauciones mencionadas en el siguiente subtema) y colóquelo en posición invertida. Acerque un cautín caliente a sus costados, y manténgalo ahí por unos 5 segundos; nunca toque el lector con el cautín, ya que puede dañarlo irremediablemente (figura 3.14). Ahora aleje el cautín, y deje reposar al lector óptico por unos cuantos segundos; vuélvalo a instalar en el aparato, y pruebe si ya puede realizar la lectura del disco. En un buen porcentaje de los casos que hemos encontrado, con esta sencilla operación el resorte de goma recobra su posición original. Entonces será posible recuperar nuevamente la información desde el disco compacto, y habremos salvado un lector en buenas condiciones que de otra forma hubiera tenido que reemplazarse.

Estructura interna de un recuperador óptico típico

Lente de enfoque

Lente cilíndrica

Espejo semitransparente Fotodetectores

Lente colimadora

Rejilla de difracción

Diodo láser

Cuándo Cambiar el Lector Optico

Figura 3.13

Si ha puesto en práctica todos los pasos descritos anteriormente y no ha podido conseguir una lectura adecuada del disco compacto, lo más seguro es que el lector óptico no tenga compostura; comúnmente, alguno 50


Mantenimiento y Service del Lector Optico de los fotodetectores deja de funcionar (y esto impide hacer un buen enfoque o tracking). Por tal motivo, tendremos que cambiar todo el dispositivo; y esto es precisamente lo que veremos enseguida. ¡Tome todas las precauciones anti-estáticas! Una recomendación claramente especificada en los manuales de servicio, y que no está por demás recordar, es que los lectores ópticos se fabrican con una tecnología semiconductora especial con base en arseniuro de galio; se trata de un material que resulta excelente para aplicaciones opto-electrónicas, pero que tiene el inconveniente de dañarse con mucha facilidad ante las descargas de alto voltaje (figura 3.15). Esto parecería poco preocupante para nosotros, porque no trabajamos cerca de líneas de alta tensión; pero recuerde que en la naturaleza sucede un fe1 Utilice pulsera antiestática nómeno que provoca la aparición de electricidad por el simple roce del aire con nuestro cuerpo (como acumulación de cargas electrostáticas); tan pronunciado es este efecto, que si en días secos una 1MΩ persona viste de poliéster, puede haber una diferencia de más de 20.000 voltios entre el potencial de su cabeza y el de sus pies. Obviamente que cuando tocamos algún objeto metálico, hacia éste tienden a irse las cargas; la razón es que presenta mayor conductividad que el cuerpo humano; y esto es precisamente lo que puede sucederle al lector óptico, si lo toca2 Placa conductora mos por accidente con las manos. Así que siempre que vaya a manipular

Pase el cautín caliente cerca del muelle plástico del recuperador óptico por unos segundos, sin tocarlo.

Figura 3.14

Figura 3.15

1MΩ


51

Mantenimiento y Service del Lector Optico uno de estos elementos, siga todas las precauciones antiestáticas recomendadas por los fabricantes; éstas pueden resumirse básicamente en dos puntos (vea de nuevo la figura 3.15): 1. Trabaje en una superficie que sea capaz de conducir la electricidad. Aunque un tapete antiestático es lo más recomendable, puede utilizarse toda superficie que sea buena conductora; cualquiera que haya sido la superficie elegida, conéctela a tierra física (si bien la tubería de agua fría es una de las mejores tierras que podemos encontrar, también sirve el marco de una ventana). 2. Utilice pulseras antiestáticas conectadas a la misma superficie de trabajo, de modo que se garantice que por lo menos las manos tengan el mismo potencial que la mesa (lo que obviamente evitará por completo la aparición de descargas electrostáticas).

Figura 3.16

Cómo se Cambia el Lector Optico En realidad, no existe un método universal para llevar a cabo el reemplazo de un lector óptico. Sin embargo, podemos señalar una serie de pasos típicos que se cumplen en prácticamente todos los reproductores de discos compactos: 1. Aísle la zona de trabajo. Con esto queremos indicar que deberá dejar al descubierto la zona del aparato en la que se realizan los movimientos del lector óptico. A veces es necesario retirar algunas placas de circuito impreso o alguna tapa de plástico; sin embargo, en todos los casos debemos retirar aquellos elementos que nos estorben para tener acceso a los rieles por donde corre el lector, así como al engrane que se encarga de su desplazamiento lateral (figura 3.16). 2. Localice los tornillos o seguros que mantienen en su lugar a los rieles de desplazamiento, y retírelos (figura 3.17). 52

Figura 3.17



Figura 3.18

Figura 3.20

3. Desconecte el lector óptico, del engrane o engranes de sled (figura 3.18). 4. Retire los conectores que salen del lector óptico (figura 3.19). 5. Retire el lector (figura 3.20). 6. Si es necesario, retire las piezas adicionales del lector que se está desechando; colóquelas en el nuevo dispositivo (figura 3.21). 7. Coloque el Figura 3.19 nuevo dispositivo en su posición, introduciendo los rieles de deslizamiento y colocando correctamente el engrane de sled (figura 3.22). 8. Asegure los rieles en su posición correcta, por medio de los tornillos o los seguros retirados en el paso 2. 9. Revise el conector o la estructura del OPU, en busca de un par de puntos cortocircuitados entre sí. Esta es la protección contra descargas electrostáticas que algunos fabricantes colocan en sus lectores; si la encuentra, retírela utilizando un poco de malla y un cautín de baja potencia (si puede realizar esta acción después de la siguiente, es mejor para usted - figura 3.23). 10. Coloque nuevamente los conectores del lector óptico. 11. Regrese todo a su posición original, y


53

Mantenimiento y Service del Lector Optico Figura 3.22

Figura 3.21

pruebe el aparato en modo PLAY. Seguramente esta vez la lectura se hará de forma casi inmediata; cuando mucho, podrían necesitarse unos pequeños retoques en servomecanismo.

Conector flexible (Maneje con cuidado)

Lente (No tocar)

Figura 3.23

Recuperador óptico

¿Verdad que reemplazar un lector óptico no es realmente mucho trabajo? claro, siempre y cuando se realice siguiendo las precauciones y los pasos especificados. Puntos de protección contra descargas electrostáticas

Potenciómetro

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Mecanismos de Selección de Discos Capítulo

4

Mecanismos de Selección de Discos Movimientos Básicos para la Entrada y Captura de los Discos El aumento en el número de fabricantes y marcas de reproductores de compact disc (discos compactos), ha generado una diversificación de modelos con múltiples variantes en sus prestaciones; éstas van desde refinamientos electrónicos (por ejemplo, la reproducción secuencial de varios discos, la programación, el efecto fader y algunas otras particularidades en el manejo del audio), hasta su tamaño y otros aspectos que no necesariamente mejoran la calidad del audio, pero que al usuario le resultan atractivas. Por lo que se refiere al mecanismo, a la fecha se han desarrollado varios sistemas que pueden clasificarse en cuatro categorías básicas (figura 4.1): 1. Reproductores de un solo disco. 2. Reproductores de varios discos tipo carrusel. 3. Reproductores de varios discos tipo magazine. 4. Reproductores de múltiples discos.

Figura 4.1


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Mecanismos de Selección de Discos Cabe mencionar que, dentro de estas categorías, existen variantes que dependen del modelo y marca específicos. Antes de analizar los sistemas mecánicos de los reproductores de CDs ya mencionados, primero es necesario estudiar los movimientos básicos que debe ejecutar cualquiera de estos aparatos. Es por ello que hemos incluido este subtema. Analizaremos entonces el más básico de los mecanismos de un reproductor de CDs, que corresponde a los de tipo portátil: los llamados DiscMan (figura 4.2). En este tipo de reproductores, el usuario levanta una tapa directamente o mediante un botón expulsor; a continuación coloca el disco en su posición correcta, baja la tapa y presiona PLAY; con esto, el aparato comienza a funcionar. A pesar de su simPlato de clamping plicidad, este sistema nos servirá de (magnético) base para determinar los requerimientos mínimos de operación de un reproductor de CDs, desde el punto de vista mecánico.

Figura 4.2

Figura 4.3

CD

Colocación del Disco En primer lugar, si tiene a mano un reproductor DiscMan le recomendamos que haga un experimento: encontrándose levantada la tapa, acerque un desarmador al disco de clamping colocado en ella; seguramente observará que cuando la distancia es lo suficientemente pequeña, el desarmador es atraído hacia el disco. La razón es que en 56

Plato base

Figura 4.4

Motor spindle


Mecanismos de Selección de Discos

Figura 4.5

éste se incluye un pequeño imán interno (figura 4.3), cuyo objetivo es fijar adecuadamente el disco compacto sobre el disco del motor spindle; así se evita que el CD “patine“ cuando comience a girar, ya que esto dificultaría su reproducción (figura 4.4). Conviene aclarar que algunos reproductores portátiles no utilizan disco de clamping, sino un arreglo de balines colocados en el poste central (figura 4.5). Estos aparatos se reconocen fácilmente, porque es necesario hacer una presión considerable al momento de introducir el disco; con esto se produce un “clic“ claramente audible cuando el CD ha quedado bien colocado.

Sistema de Seguridad en la Tapa Otro aspecto relevante en los DiscMan, es que no funcionan cuando se tiene la tapa abierta; se activan sólo cuando ésta es cerrada, y se presiona la tecla PLAY. Si usted analiza con cuidado la tapa y el gabinete del aparato, podrá observar que en la propia cubierta hay una protuberancia que encaja en el orificio correspondiente en la periferia del disco (figura 4.6). Si mira con atención el interior de este orificio, podrá notar la presencia de un interruptor mecániPuerta abierta, switch abierto co, el cual “avisa“ al sistema de control (syscon) que el aparato ya está cerrado; de esta manera se permite la activación de la función Puerta cerrada, switch cerrado PLAY. Sólo por experimentar, con un pequeño desarmador empuje este interruptor y, sin soltarlo, presione la tecla PLAY. Notará que el aparato coFigura 4.6 mienza a ejecutar su Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

57

Mecanismos de Selección de Discos rutina de arranque (focus search); procure no acercarse demasiado a la lente de enfoque, ya que en este paso el diodo láser se enciende y emite su haz de luz (que puede llegar a dañar la retina si se le mira de cerca).

Posición del Recuperador Optico Hagamos ahora otro experimento: 1. Conecte el reproductor portátil, y póngalo a funcionar con un disco; solicite que se salte hasta la última melodía y, sin presionar la tecla STOP, retire la alimentación (esto se puede hacer más fácilmente si utiliza un eliminador externo). Si en ese momento levanta la tapa y retira el disco, podrá observar que el recuperador óptico se ha detenido en una posición lejana al centro. 2. Vuelva a conectar el aparato, y nuevamente “engáñelo“ activando el switch detector de tapa cerrada; observará que en ese momento el recuperador comienza a desplazarse hacia su posición central, que cuando llega al centro se regresa ligeramente y que, por último, se detiene (en ocasiones es necesario presionar la tecla PLAY para que el OPU se mueva). Esto se debe a que los CDs se reproducen desde el centro hacia afuera; por eso el recuperador óptico debe regresar a su posición central para comenzar a leer la información contenida (recuerde que la TOC -Table Of Contents = tabla de contenido- se encuentra grabada en la parte más interna del CD). Justamente para detectar que el recuperador óptico esté en su posición correcta por debajo del disco de spindle, existe un pequeño interruptor que se activa cada vez que comienza a reproducirse un CD. Así pues, los tres puntos básicos que deben cumplirse para que un reproductor pueda iniciar la lectura de un disco compacto, son: a) El disco debe estar firmemente sujeto al plato spindle. b) La tapa del disco debe estar cerrada. c) El recuperador óptico debe estar en su posición central. Si se combinan estas tres condiciones, el aparato estará listo para comenzar a recuperar la información grabada en el CD. Tenga esto muy presente para cuando abordemos explicaciones posteriores sobre el particular.

Sistema Mecánico de Disco Sencillo Generalidades En este tipo de aparatos, las condiciones de operación cambian ligeramente con respecto a los modelos del tipo DiscMan. No obstante, aún 58


Mecanismos de Selección de Discos deben cumplirse los tres requisitos mencionados en el apartado anterior. La diferencia principal estriba en que mientras que en un reproductor portátil el mismo usuario abre la tapa para colocar el disco en su posición correcta, y luego la baja (con lo que se acciona el fijador de disco y el detector de tapa cerrada), en un aparato de mesa los movimientos se realizan automáticamente. En este caso, el usuario solamente presiona un interruptor para que sea expulsado el carro; enseguida coloca el disco, y vuelve a presionar el interruptor para que la bandeja se introduzca de nuevo. Incluso, en la mayoría de los modelos de este tipo el reconocimiento del disco se efectúa de inmediato; entonces aparece en el display el número de selecciones musicales, el tiempo total de reproducción y tal vez otros datos; esto significa que el aparato ya leyó la tabla de contenidos (TOC) y que se encuentra listo para reproducir el disco. Para que el reproductor de mesa comience a funcionar, se requiere de un sistema mecánico que permita cumplir las siguientes condiciones: a) Expulsión de la bandeja (de aquí en adelante nos referiremos a esta pieza como “el carro“). b) Su reintroducción en la posición correcta. c) La activación del mecanismo que fija al disco en forma automática, para que el recuperador se coloque en el centro y comience la exploración de su superficie. De acuerdo con lo anterior podemos deducir la forma en que funciona el mecanismo de un reproductor de CDs sencillo, para después aplicar las deducciones a un par de mecanismos típicos.

Mecanismo de Bandeja de Disco Figura 4.7

Reductor de velocidad

Motor

Engrane lineal

Para el movimiento de la bandeja se necesita forzosamente un mecanismo que la expulse y la introduzca, con sendos detectores de límites de operación. Al respecto, se dispone de un motor eléctrico al que se conecta un engranaje común, el cual, a su vez, activa a un engranaje lineal que corre por toda la longitud del carro (figura 4.7). Por lo tanto, cuando el motor comienza a girar, el carro (que


59

Mecanismos de Selección de Discos como ya dijiCarro afuera, mos es la banswitches 2 y 3 conectados deja) comienza a desplazarse linealmente hasta llegar a su tope mecánico; este es un punto en el cual la protección indica que el motor debe dejar de funcionar. Para detectar Carro adentro, 1 2 3 switches 1 y 2 conectados las posiciones de “carro afuera“ y “carro adentro“, normalmente se utiliza un simple interruptor de dos posiciones (figura 4.8); observe que cuando el carro se encuentra 1 2 3 adentro, una protuberancia en su propia estructura hace contacto con el switch para mantenerlo activado; así se conectan los puntos 1 y 2, lo cual a su vez le indica al syscon que el dispositivo de arrastre ya se encuentra en el interior, para que desactive al motor correspondiente. Una vez que el carro está afuera luego de solicitarse su expulsión, otra protuberancia en su estructura activa al switch; ahora se conectan los puntos 2 y 3, con lo que se indica al syscon que debe detener su movimiento (vea de nuevo la figura 4.8).

Figura 4.8

Fijación del Disco en el Plato Clamping Un aspecto interesante a observar, es la forma en que el mecanismo fija el disco en el plato de clamping para que el motor spindle pueda accionar adecuadamente. De hecho, este proceso implica el movimiento sincronizado de una serie de piezas para evitar daños al disco y garantizar una operación correcta. Estos son los factores que se deben cuidar: 60


Mecanismos de Selección de Discos a) El disco debe entrar en una cierta posición, de forma que sea colocado adecuadamente sobre el mecanismo de spindle cuando el carro se mueva. b) En su movimiento de entrada, el CD debe librar la pequeña protuberancia que para centrarlo posee el disco de clamping. c) Al tiempo que el CD baja a colocarse sobre el disco de clamping, el contra-disco magnético debe bajar para fijarlo en posición, y así iniciar la reproducción. Veamos ahora cómo se lleva a cabo cada uno de los pasos anteriores.

A

Figura 4.9

1. En primer lugar, la posición correcta del disco se consigue colocándolo en el hueco que especialmente para ello se ha hecho sobre el carro; lo único que tiene que hacer el usuario, es meterlo en esa cavidad. En algunos aparatos es posible apreciar dos huecos concéntricos; esto es para incluir el equivalente en CD de los antiguos discos sencillos de 45 RPM, el cual apena mide 8 cm de diámetro (contra los 12 de un CD normal) y sólo permite almacenar un máximo de 20 minutos de música (contra los más de 75 minutos del CD normal). Si usted posee CDs pequeños y su reproductor no tiene este hueco opcional interno en el carro, puede adquirir un conPuntos de sostén (arriba, carro afuera) vertidor de 8 a 12 cm para cada disco; de lo contrario, es posible que el reproductor los “atrape“ en una posición incorrecta y que los llegue a dañar. 2. El segundo paso es más interesante. Puntos de sostén (abajo, carro adentro) Mientras que el carro se mueve horiB zontalmente, el CD debe desplazarse levemente de manera vertical, para evitar que la protu-


61

Mecanismos de Selección de Discos Disco clamping berancia cenabierto tral del disco de clamping toque su superficie y la raye. Por lo general, esto se logra colocando en el carro Barra deslizante unos puntos de sostén, ligeramente elevados con respecto a la posición de descanso del disco (figura 4.9A); a su vez, estos soportes Barra deslizante bajan cuando el carro se encuentra ya en su posición más interna (figura 4.9B). En forma alternativa, podemos tener un conjunto motor de giro de disco-OPU que suba desde una posición inferior hasta su posición de lectura, elevando al CD sobre el plato de la bandeja y haciendo la función de clamping (todo en un mismo movimiento); de hecho, este método es el más empleado en la actualidad. 3. Finalmente, una vez que el CD está colocado adecuadamente sobre el disco de clamping, el contra-disco magnético debe bajar para asegurarlo en esa posición. Basta con colocar una barra deslizante en la estructura del carro, la cual permita, a pesar de que éste se encuentre en su límite mecánico, un desplazamiento ligero del CD. En esta barra se encuentra grabada una depresión, donde encaja una leva colocada en el mecanismo del disco magnético (figura 4.10). Observe que cuando el carro ya está en su posición mecánica interna, el disco magnético permanece en su posición superior; pero cuando la barra móvil se sigue desplazando, coincide con su depresión la leva en un momento dado; con esto se hace bajar el plato magnético y se fija el CD en posición correcta, quedando el conjunto listo para la reproducción.

Figura 4.10

Disco clamping cerrado

Sistema Mecánico de Tres Discos Tipo Carrusel Características generales del mecanismo de tres discos En los últimos años se ha generalizado el uso de un mecanismo de carrusel para tres discos compactos, cuyo reducido tamaño permite incluir62



Figura 4.11

lo en los modernos minicomponentes sin modificar sensiblemente las dimensiones generales del aparato. Explicar cómo funciona este mecanismo y qué pasos deben seguirse para ponerlo a tiempo, son los objetivos del presente subtema. Para el efecto, vamos describir cómo trabaja el sistema mecánico de tres discos tipo carrusel, que originalmente fue utilizado por Aiwa. El sistema mecánico de tres discos tipo carrusel se ha convertido en un estándar en minicomponentes de audio, gracias a una serie de características sobre las que hablaremos a continuación (figura 4.11). En principio, hay que mencionar que estos aparatos mantienen todas las características comunes de cualquier reproductor de CDs; esto es, operación estable, fácil captura de los discos, programación en la reproducción de tracks, etc. Pero se han agregado algunos refinamientos funcionales que han incidido en su amplia aceptación. Por ejemplo, es posible expulsar el carro mientras el aparato se encuentra dando lectura a un CD; esta interrupción se hace para sustituir al disco que estaba siendo reproducido, o para introducir otros discos. Adicionalmente, el módulo completo tiene un tamaño muy reducido; ello se debe a que el giro de la bandeja no es uniforme, sino que presenta una ligera excentricidad; en realidad, el plato parece “bailar“ cada vez que se solicita un cambio de posición. Precisamente por este movimiento tan peculiar, podríamos pensar que el mecanismo correspondiente es complicado; pero no es así, como seguramente le quedará claro con las explicaciones subsecuentes.

Mecanismo 4ZG-1Z de Aiwa Como mencionamos al principio de este subtema, muchos marcas y modelos de reproductores de CDs han adoptado el sistema mecánico de tres discos tipo carrusel, utilizado por la firma Aiwa (entre las más conocidas); aunque recientemente se han incorporado módulos semejantes con prestaciones similares en otras marcas y modelos. Técnicamente, este módulo es conocido con el nombre “4ZG-1Z“, con algunas variantes coMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

63

Mecanismos de Selección de Discos mo 1D, 2D y 1MD (figura 4.12). Sin embargo, todas son prácticamente idénticas en cuanto a la secuencia de movimientos mecánicos y a la circuitería electrónica asociada. Por lo tanto, basta con conocer el funcionamiento de uno de ellos, para poder para dar servicio a todos los modelos que utilicen dicho mecanismo. Figura 4.12

Funcionamiento del Módulo Reproductor de CDs Cabe mencionar que tomaremos como referencia al minicomponente modelo NSX-V900, de Aiwa, el cual incluye el tipo de módulo reproductor que nos interesa estudiar. 1) Para retirar la cubierta acrílica superior que protege al mecanismo contra polvo y otros factores externos, hay que quitar algunos tornillos colocados en la periferia; tendremos entonces un panorama como el de la figura 4.13. 2) Para tener acceso al mecanismo inferior que se encarga del giro de la bandeja y de la expulsión del carro, es necesario retirar el plato donde se colocan los discos; hay que remover entonces el tornillo de la parte central del mismo; también deben retirarse unos pequeños ganchos plásticos que sujetan al carro, para colocar éste en su posición externa. 64

Figura 4.13



Figura 4.14

Figura 4.15

Tras realizar lo anterior, podremos observar el juego de engranajes encargados tanto de la entrada y salida del carro como del giro de la bandeja. Analicemos primeramente el mecanismo de giro de bandeja (figura 4.14). Este sistema es muy sencillo, pues consta únicamente de un motor que por medio de una banda impulsa a un engranaje tipo tornillo sinfin; a su vez, éste hace Aleta de girar el engranaje central Fotodetector posición que se encuentra justo debajo del centro de la bandeja. Dentro de este engranaje encontramos un pequeño engranaje planetario, que tiene una protuberancia excéntrica en la que se atornilla la bandeja; es precisamente debido a este mecanismo tan particular, que la bandeja del reproductor de CDs se mueve de forma tan curiosa cuando se solicita cambio de disco. Y puesto que todo este mecanismo está adherido al carro de expulsión, cuando los separemos hay que tener cuidado con los conectores que llevan la energía al motor y con los que llevan las señales de control desde la placa detectora de posición hasta el sistema de control.

Funcionamiento del Sistema Detector de Posición En la parte inferior de la bandeja giratoria, tenemos algunas aletas que identifican convenientemente cada posición de la misma. El paso de las aletas es detectado por un conjunto emisor-detector de luz (opto-aclopaMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

65

Mecanismos de Selección de Discos dor) (figura Engrane del Figura 4.16 CAM principal 4.15); así, CAM del mecanismo cada vez que de deslizamiento la bandeja Haga que la flecha triangular ( ) coincida gira, se intecon el orificio marcado en el chasis rrumpe el paso de la luz en dicho fotodetector. Esta secuencia de parpaEngrane relevo deos le indica al sistema Engrane MK2, relevo de bandeja de control la Engrane, bandeja posición exacta de la bandeja, y entonces pueden darse movimientos muy precisos. Este sistema no necesita ninguna puesta a tiempo, ya que se ajusta de manera automática cuando todo está colocado en su lugar. Si se desarma el mecanismo, y luego, al tratar de armarlo tiene dudas sobre cómo colocar los engranajes, no hay de qué preocuparse. Dado Figura 4.17 que la mayoría de los engranajes son redondos y sin una orientación particular, no debe haber problemas para colocarlos en cualquier sitio; el único que sí necesita una puesta a tiempo es el engranaje grande central, el cual también se encarga de realizar el movimiento deslizante que hace subir y bajar al conjunto lector para capturar el disco compacto. Para poner a tiempo este engranaje, primero vea que en algún punto detrás de la hilera de engranajes apaCuando haga la alineación de la rece una pequeña flecha triangular; flecha en el engrane CAM y el punto esta marca debe coincidir con un en el chasis, cuide que la barra deslizante que eleva al ensamble OPU esté en el punto grabado en el chasis, tal y coextremo indicado.

66


Mecanismos de Selección de Discos mo se muestra en el diagrama de la figura 4.16; para ello deberá retirar el engranaje y volverlo a colocar en su posición correcta. Al hacer esto, asegúrese de que el mecanismo deslizante esté también en su extremo (figura 4.17); si no es así, no habrá sincronía entre el movimiento del carro y el movimiento de captura del disco compacto; por lo tanto la unidad no funcionará. Ya que hablamos del mecanismo deslizante, si observa la parte posterior de esta placa de plástico notará que tiene grabado en su pared un surco ascendente; en éste encaja una pequeña protuberancia que viene en el conjunto que aloja al recuperador óptico (figura 4.18). Esto significa que, tras colocar la bandeja en posición de lectura y un disco para reproducir, cuando el engranaje central continúa girando obliga a moverse a dicha placa; entonces esta misma impulsa hacia arriba al ensamble lector, para efectuar el movimiento de clamping o atrapado del disco y, con ello, dejar a todo el conjunto listo para iniciar la lectura. Ahora bien, tal movimiento no es tan directo como parece. Y es que, como se mencionó anteriormente, este mecanismo es capaz de expulsar la bandeja de discos incluso cuando se está reproduciendo uno de ellos. Esto significa que todos los engranajes encargados de expulsar el carro deben ser capaces de moverse sin afectar la posición del ensamble de lectura de disco; para que esto sea posible, es preciso que el engranaje central sólo tenga dientes en una zona limitada (ésta será la encargada de impulsar hacia arriba al conjunto lector). Sin embargo, en una gran parte de su recorrido el engranaje puede estar en movimiento, sin afectar la posición del ensamble lector (figura 4.19). Como punto final, en las figuras 4.20 y 4.21 se presentan las vistas explotadas tanto del conjunto de carga y descarga de discos como del módulo de lectura, para que usted pueda identificar rápida y fácilmente el sitio en que se colocan los elementos mecánicos de este tipo de lectores de CDs. Figura 4.18

Figura 4.19


67


Sistema Mecánico Tipo Magazine Autoestéreos Sony con mecanismos tipo magazine Para el público aficionado a los automóviles, ya no es noticia la aparición de aparatos que poA seen un reproductor de discos compactos que se Chasis, mecha instala en la cajuela, y que incluye un magazine A capaz de alojar una gran cantidad de discos; esta opción permite escucharlos secuencialmente durante varias horas (figura 4.22). Estos aparatos se han vuelto muy populares a pesar de su alto costo; y como siempre sucede cuando algunos equipos 3CD. C. B comienzan a proliferar, no tardan en ser llevados T-T C.B a nuestros centros de servicio por fallas diversas. KSM-2101BAN En el presente subte3ZG-2 C7N ma analizaremos en forma detallada la operación mecánica de estos autoestéreos, como una herramienta auxiliar para que los técnicos en electrónica realicen su labor de forma más efectiva. Tomaremos como modelo base el autoestéreo CDX-5490, junto con el módulo reproductor CXD-T60, ambos de Sony (figura 4.23); funcionan en conjunto: mientras que el CDX-5490 se monta en el panel frontal del automóvil (y contiene el sintonizador, el control principal, un reproductor de CDs para un solo disco y el amplificador de potencia), el CXD-T60 es el módulo reproductor de discos compactos que se monta en la cajuela y que posee un magazine para 6 discos. 68

B B

B

LED C.B

Figura 4.20

CUSH CD A


Mecanismos de Selección de Discos Figura 4.21

Movimiento de Introducción del CD a la Unidad del Panel Frontal Cubierta

A

MOTOR C.B.

Figura 4.22

Veamos paso por paso el proceso que sigue el mecanismo para llevar a cabo la carga y descarga de los discos compactos, en el módulo CDX-5490. De acuerdo con el diagrama a bloques de este panel frontal (figura 4.24), el circuito de control es un microcontrolador a cuyas terminales 29 y 31 llegan las señales que provienen de sendos fototransistores que están trabajando, respectivamente, como detector de presencia de disco (Q2) y de disco adentro (Q1). Igualmente, este control envía los voltajes que activarán al motor de carga M903. Veamos cómo se combinan estos elementos para realizar la carga del disco compacto. En la figura 4.25 se muestra un diagrama muy simplificado de la posición que ocupan los transistores Q1 y Q2 a la entrada del disco. Note que cuando se inserta un CD, el primero de los transistores que deja de recibir luz es Q2; éste se apaga entonces, y aplica un nivel ALTO a la terminal 31 del microcontrolador (mismo que al recibir esta señal


69


Figura 4.23 pone a funcionar al motor de carga, con lo cual el disco es capturado e introducido a la unidad hasta alcanzar su posición de lectura). Para llevar a cabo este movimiento, el motor de carga mueve un rodillo -recubierto con goma- cuya forma es muy especial, semejante a un reloj de arena muy alargado (figura 4.26). Este diseño tan peculiar, garantiza que el CD siempre sea manejado por sus bordes; así se evita, en lo posible, maltratar su superficie de policarbonato. El movimiento continúa hasta colocar el disco en su posición de lectura correcta, misma que es detectada por una palanca que se localiza en la parte trasera del aparaMECH to; cuando esta palanca se acciona, todo el ensamble que contiene al disco baja para efectuar tres movimientos: a) Baja el rodillo de entrada, para que ya no estorbe el libre movimiento del disco. b) Captura al disco en su posición de lectura, efectuando el movimiento de clamping. c) Se liberan los seguros mecánicos que mantienen fija la sección de CD al resto del autoestéreo. Así esta porción queda “flotando“ sobre ciertos suspensores de goma (figura 4.27), lo cual previene que las vibraciones inevitables de un automóvil se transmitan hacia el CD. Cuando todo esto sucede, se acciona el interruptor SW-1 (disco abajo); a su vez, esto provoca que el motor de carga se detenga y se dé inicio a 70

Q1

Figura 4.25

Q2

DESCARGA DEL DISCO




71

Mecanismos de Selección de Discos la función focus search (con lo que comienza la lectura del disco). Como ha podido apreciar, el proceso de carga de disco es muy sencilla. Veamos qué sucede cuando se da la orden de EJECT.

Fig. 4.26

Movimiento de EJECT de la Unidad del Panel Frontal Cuando el usuario presiona la tecla EJECT mientras un disco se está reproduciendo, la secuencia de acciones que se llevan a cabo son las siguientes: 1. El motor de giro de disco se detiene con un frenado dinámico, deteniendo en menos de dos segundos la rotación del CD. 2. El motor de carga comienza a funcionar en sentido inverso al descrito en el apartado anterior, con lo que consigue asegurar nuevamente la porción del CD hacia el resto del aparato (deja de estar flotando en sus supensores de goma) y colocar el rodillo de entradasalida en posición correcta. 3. Se libera el disco compacto del mecanismo de clamping, dejándolo listo para su expulsión.

Figura 4.27

Una vez hecho esto, el motor de carga sigue girando para impulsar al CD hacia afuera del aparato (y este movimiento no se detiene sino hasta que se activa el fototransistor Q1), pero sin llegar a sacarlo por completo (por lo tanto, el transistor Q2 permanece activado) y dejándolo en esa posición para que el usuario lo retire manualmente. Cuando esto sucede, se enciende Q2 y el aparato queda en condiciones iniciales para repetir todo el proceso. Resulta evidente que los movimientos involucrados en la carga y descarga del CD en la unidad del panel frontal son sumamente sencillos y fáciles de entender. 72



B A

Veamos ahora cómo trabaja la unidad que se encuentra en la cajuela, es decir, el CXD-T60.

Movimiento de Carga de la Unidad Contenedora

Figura 4.29

Para dejar al descubierto el mecanismo de esta unidad, deberá retirar una serie de tornillos que se observan en la figura 4.28A; también deberá levantar con cuidado la placa principal (como si fuera la cubierta de un libro), de modo que queden a la vista los engranajes y motores encargados del movimiento del magazine y de sus bandejas (figura 4.28B) Por cierto, el CXD-T60 sigue un diseño completamente radical con respecto a modelos anteriores fabricados por Sony, puesto que los aparatos clásicos de magazine de 10 discos utilizaban unas bandejas que sólo salían parcialmente; con esto último se buscaba emular el movimiento normal que hace el usuario al introducir un disco en un mecanismo convencional (como el descrito en los párrafos anteriores). Mientras tanto, el nuevo magazine de Sony posee bandejas que salen completamente con un movimiento giratorio (figura 4.29); además éstas tratan de permanecer en su posición interna gracias a un resorte, y los discos se colocan con la cara de lectura hacia arriba. Esto quiere decir que el mecanismo correspondiente de carga y descarga es distinto al que los técnicos experi-


73

Mecanismos de Selección de Discos mentados ya estaban A acostumbrados. Cuando el magazine se introduce al aparato, se acciona el interruptor SW501 (MAG SW, figura 4.30A); al mismo tiempo, se estira un resorte que servirá para expulsar después al magazine cuando lo ordene el usuario. Una vez colocado en posición correcta, el magazine se asegura por medio de una palanca; esto garantiza que no será expulsado accidentalmente durante la reproducción de un CD (figura 4.30B). Una vez concluido este movimiento, el aparato se coloca en modo “DISC IN“. Luego se debe hacer funcionar un mecanismo elevador, para elegir entre los seis discos al que será reproducido (figura 4.31); para ello se pone a funcionar el motor elevador M501, el cual impulsa varios engranajes que a su vez se encargan del movimiento ascendente y descendente del mecanismo reproductor (de modo que éste quede alineado con las distintas bandejas del magazine). Para detectar tal posición, en vez del tradicional método óptico se emplea una resistencia variable cuyo cursor se desplaza al mismo tiempo que el mecanismo (figura 4.32); con ello se logra un voltaje variable Fig. 4.32 74

Figura 4.30

B

Fig. 4.31



Figura 4.33

en una de las terminales del microcontrolador, para que este circuito “conozca“ la posición exacta de cierta bandeja (ya que a determinado valor de tensión corresponde una posición). Cuando esto ocurre, se pone a funcionar el motor de lanzamiento (chu-cking Chucking motor Engranaje expulsor motor), el cual encaja con una serie de engranajes que a su Figura 4.34 vez impulsan -en un patrón semicircular- a unos dientes incorporados en cada una de las bandejas; es así como se inicia el movimiento hacia afuera de la bandeja seleccionada (figura 4.33). Posteriormente se siguen ciertos pasos, lo cuales se describen a continuación: 1. Conforme gira la bandeja, la palanca de sujeción D acciona al switch D (SW401); éste avisa al control que el disco está completamente dentro de la unidad (figura 4.34). 2. El engranaje SDP impulsa al engranaje CAM-CTP, que a su vez mueve la palanca que acciona al switch E; éste se cierra momentáneamente mientras se está expulsando la bandeja, pero se vuelve a abrir cuando la misma ha alcanzado su posición final (lo que le indica al control que debe iniciar el movimiento de captura -clamping- del disco). 3. También el engranaje CAM-CTP impulsa la palanca FLP, misma que al deslizarse por el chasis libera al brazo FLP; éste es impulsado por un resorte. Esta palanca sirve como auxiliar para que el mecanismo esté en posición vertical correcta. 4. Gracias al engranaje CTAP montado sobre el brazo de selección C/T, se impulsan varios engranajes que finalmente moverán el engranaje CAM-C; éste, a su vez, impulsa al engranaje FL y levanta la palanca de lanzamiento.


75

Mecanismos de Selección de Discos El engranaje FL también impulsa una palanca de presión T (figura 4.35) que se desplaza a la parte trasera del chasis; así se contribuye a que la palanca de lanzamiento tenga un movimiento uniforme. 5. La palanca T impulsa otros brazos, entre ellos el que desactiva al switch E (mencionado al principio). Una vez logrado esto, termina el movimiento de colocación de la bandeja en posición correcta; entonces comienza el movimiento de captura.

Figura 4.35

Captura del Disco La captura del disco se hace por medio de un motor especial denominado “de lanzamiento“ (chucking motor), el cual impulsa el mecanismo de clamping y captura el disco para empezar a leerlo. Obviamente que si se da la orden de EJECT, todos estos movimientos se realizan en sentido inverso; de esta forma el CD es liberado, y regresa a su posición dentro del magazine. Como se ha dado cuenta, este movimiento de carga y descarga es mucho más complejo que el de la unidad del panel frontal. Pero una vez que se analiza con cuidado un proceso de éstos, resulta relativamente sencillo comprender toda la serie de pasos involucrados en la operación de este mecanismo. Le sugerimos que estudie cuidadosamente el movimiento de este tipo de mecanismos, ya que estos aparatos son cada vez más populares; tan es así, que ya son varias las compañías que producen equipos de autoestéreos con reproductor de magazine en la cajuela. O sea que esta puede ser una buena fuente de ingresos para su taller electrónico.

Sistema Mecánico Multi-disco con Entrada Unica Reproductores de múltiples discos Si usted se dedica al servicio electrónico, de seguro habrá notado que recientemente aparecieron diversas marcas y modelos de aparatos que tie76



Figura 4.36

nen una característica en común: se trata de minicomponentes o radiograbadoras con disco compacto, los cuales aparentemente son idénticos a los convencionales de un disco; esto es, en la sección de CD aparece la tradicional bandeja de entrada-salida de discos; sin embargo, mirando atentamente la carátula del aparato nos damos cuenta de que se menciona que este sistema puede almacenar “N“ discos en su interior (el número varía entre 4 y 25, e incluso más - figura 4.36). De qué manera funciona este sistema multi-disco de una sola entrada, así como la forma correcta de diagnosticar su mal funcionamiento, es precisamente lo que veremos en este subtema. Centrémonos en un modelo: Tratar de explicar en estas páginas la forma en que funcionan todos los mecanismos de multi-disco con una sola entrada, sería casi imposible. Por eso hemos tomado como referencia una marca y modelo de aparato que nos parece muy representativo: la radiograbadora Sony modelo CFD-610. Este es un aparato muy atractivo, que a pesar de sus reducidas dimensiones posee una grabadora-reproductora de casetes, sintonizador de radio y, por supuesto, un sistema cambiador de CDs con entrada única, capaz de almacenar dentro del aparato hasta 6 discos (figura 4.37A). Como mencionamos arriba, por fuera no hay indicación que nos permita sospechar que estos aparatos poseen un almacén en su interior; mas cuando abrimos uno de ellos, aparece ante nuestra vista el aspecto del mecanismo (figura 4.37B).

A

Figura 4.33 Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

B 77

CD CHANGER BOARD

PH663 Floorpoint DET

S663 (Chucking)

M.STOCK 21

S669 S668 S667 (MODE2) (MODE3) (STOCK)

20

CHUCKING

F.P/1 22

Q601

Q602,Q0603 Buffer D.P/R 23 34 XIN

M1 15 10 LM2 UDM2 UDM1 11 12

27 28 29 30 D1 D0 CE CLK 1 RST 9 LM1

6

6

M651 Floor up/down M motor

Q600 6VREG CD7.5V

7

8

UP

Load 7 M652

UDM1 3 DOWN IC651 Motordrive

UDM2 2

LM2 3

LM1 8 Unload

Tray load M motor

IC652 MOTORDRIVE

2

+5V

5 5

Figura 4.38

S666 (MODE1)

M2 16

M3 19

IC Changercontrol

33

XOUT VCC

+5V CN311

CN306

78

MAINBOARD

Para controlar los movimientos del sistema mecánico, los reproductores de múltiples discos tipo sinfonola poseen un microprocesador especialmente dedicado a ello. A este microprocesador llegan las indicaciones que provienen del syscon, así como las señales que se generan en los distintos sensores que están repartidos alrededor de esta sección. En la figura 4.38 se

4 4

3 3

2 2

Circuito de Control

36

X600 500KHz

CONTROLBOARD CN801

10 10 13 13 12 12 11 11

CN305

Puede ver que existen seis bandejas internas, mismas que van siendo expedidas una a una a través del mecanismo de expulsión, según la posición que solicite el usuario. Para fines prácticos, esto significa que nos estamos enfrentando a un mecanismo que se comporta casi de forma idéntica a un sistema de magazine convencional multi-disco; lo que cambia son las adaptaciones correspondientes, para que la introducción de los discos pueda llevarse a cabo a través de una entrada individual.

PH601 DSC DET.



Mecanismos de Selección de Discos muestra el diagrama en bloques de esta sección controladora especial. Identifiquemos el funcionamiento de cada uno de los elementos que se observan ahí. 1. El motor M651 es el encargado del movimiento ascendente y descendente del ensamble almacenador (holder), y realiza la función de lanzamiento (chucking); por su parte, el motor M652 mueve las bandejas hacia adentro y hacia afuera, lo mismo que al ensamble encargado de la introducción y expulsión de discos (drawer). 2. A la derecha del diagrama se observan dos sensores luminosos: el PH601 y el PH663; el primero sirve para detectar la presencia o la ausencia del disco seleccionado, mientras que el segundo sirve para detectar la altura correcta de las 6 posiciones que puede tomar el mecanismo (las de los 5 discos y la de lectura). 3. Por otra parte, existe una serie de interruptores que se encuentran en la parte inferior del controlador: S663 sirve para detectar la posición inicial de lanzamiento (home chucking position); S667 detecta la posición de la bandeja de entrada-salida y la selección de disco; S668 detecta la posición de retorno de disco; S669 detecta la posición interna de la bandeja de entrada-salida. A continuación aclararemos cómo funciona cada uno de estos elementos, mientras describimos la secuencia de pasos que se suceden al encender el aparato, al expulsar la bandeja y al introducir ésta junto con el disco compacto. Operación paso a paso desde el encendido Cuando se aplica alimentación por primera vez al circuito de control, éste tiene que llevar a cabo las siguientes pruebas de inicialización: 1. En primer lugar, cuando se enciende la grabadora y se selecciona el modo CD, el control de mecanismo verifica todos sus switches y sensores para determinar si efectivamente se encuentra en una condición reconocible por el sistema. En caso contrario trata de corregirla; si no lo consigue, expide un mensaje de error. 2. Si la prueba anterior fue superada con éxito, se pone a funcionar M651 (motor elevador) para verificar la posición vertical del magazine interno. Al hacer este movimiento se abre S663 (chucking), y el fotodetector PH663 (floor point det) cuenta los pulsos generados por unas pequeñas aletas a la izquierda del ensamble (figura 4.39). El movimiento vertical continúa hasta que se activa el switch S668 (stock). 3. Se invierte el movimiento anterior, de modo que se desactive S668; Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

79

Mecanismos de Selección de Discos PH663 vuelve a contar los pulsos de posición de las bandejas internas, y este movimiento termina hasta que se vuelve a activar S663 (chucking). 4. Concluido el movimiento anterior, se utiliza PH662 (disc detect) para verificar si en alguna de las bandejas internas existe un CD; si no es así, se expide en el display el mensaje “no disc“. Expulsión de bandeja

Figura 4.39

Ya que tenemos el mecanismo en la posición anterior, veamos qué ocurre cuando el usuario solicita que se expulse alguna de las bandejas. Cabe mencionar que explicaremos solamente la forma en que se expulsa la bandeja número 6, puesto que es la posición más alejada y la que implica mayores movimientos mecánicos (los movimientos son los mismos para cualquiera de las bandejas inferiores, pero simplificados). La expulsión sólo se sigue después de estar la bandeja en la posición inicial mencionada anteriormente (sensor chucking cerrado). 1. Después de que el usuario selecciona la opción EJECT, se pone a funcionar el motor elevador, de modo que se desactive el sensor chucking; con PH663 se detecta la posición de la bandeja 1. El movimiento continúa hacia arriba, y este mismo sensor va detectando las posiciones de las bandejas 2, 3, 4, 5 y finalmente la 6, que es la que nos interesa expulsar. Cuando se ha detectado que el ensamble holder se encuentra en dicha posición, se detiene el movimiento del motor elevador. 2. Luego se activa M652 (motor de carga de bandeja), de modo que la bandeja correspondiente a la posición 6 se introduzca en el ensamble holder. 3. Se pone a funcionar nuevamente a M651 (motor elevador), pero ahora en sentido contrario para que el ensamble holder baje a la posición de lanzamiento (chucking); así se detiene dicho motor. 4. Una vez que se ha activado el sensor chucking, el motor elevador vuelve a funcionar hacia arriba ligeramente hasta colocar la bandeja en su posición de expulsión. 5. Por medio del motor M652 (motor de carga de bandeja) se introduce la bandeja al mecanismo expulsor (drawer). 80


Mecanismos de Selección de Discos 6. M651 nuevamente se mueve hacia abajo, hasta que el drawer está en su posición correcta para expulsar la bandeja. 7. M652 expulsa al drawer (con la bandeja 6 en su interior), esperando recibir un disco compacto por parte del usuario. Introducción de Bandeja Para regresar la bandeja a su posición interna, se siguen los mismos pasos descritos anteriormente, pero en sentido contrario: 1. M652 introduce el drawer (con la bandeja 6) hasta su posición interna dentro del ensamble holder. 2. M651 mueve hacia arriba el ensamble holder ligeramente, y luego lo envía a su posición inferior (de modo que se active el sensor chucking). 3. Se regresa el ensamble holder a su posición de expulsión, y por medio de PH661 se detecta si se ha introducido un disco en esa bandeja. 4. Por medio de M651, el mecanismo holder es elevado hasta la posición de la bandeja 6. 5. Se activa M652 para extraer la bandeja 6 del ensamble holder, y colocarla en su posición interna. Con esto ya tendremos almacenado en el aparato un CD, listo para tocarse cuando se desee. 6. Finalmente el mecanismo elevador regresa a su posición de descanso, a la espera de nuevas órdenes del usuario. Como acaba de notar, los movimientos mecánicos de este tipo de aparatos también siguen una secuencia bien establecida. De ahí que conociendo estos pasos, pronto podrá diagnosticar cualquier mal funcionamiento de este sistema.

Sistema Mecánico de más de 25 Discos La demanda del público por sistemas de audio cada vez más sofisticados, se refleja de muy diversas formas. Una de sus principales inquietudes es disponer, casi de inmediato, de su música preferida sin tener que estar buscando y cambiando discos compactos. Fruto de estas necesidades son los sistemas de carrusel de 3 ó 5 discos, y los sistemas de magazine externo o interno. Pero estos sistemas presentan un inconveniente desde el punto de vista de un sector de los consumidores: su cupo limitado no permite tener a la mano todos los discos favoritos (lo que constituye una imposibilidad para reproducir la melodía deseada con la sola presión de una tecla). Precisamente para satisfacer estos requerimientos, diversos fabricantes Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Mecanismos de Selección de Discos están produciendo reproductores en cuyo interior se pueden almacenar de forma más o menos permanente una gran cantidad de discos compactos (cantidades que van desde 20 hasta más de 100). En este subtema analizaremos el principio de operación del mecanismo de este tipo de reproductores.

Una Sinfonola en Casa ¿Recuerda las típicas sinfonolas que podíamos encontrar en bares y restaurantes? (figura 4.40). Si es así, seguramente vendrá a su mente la forma tan particular como los fabricantes de estos aparatos conseguían almacenar dentro de ellos una gran cantidad de discos sencillos de 45 RPM; cuando un usuario introducía una moneda y presionaba cierto código, el mecanismo se ponía en movimiento, elegía el disco solicitado, lo colocaba en el plato del tornamesa y se iniciaba la reproducción. Este principio de operación resultó tan efectivo, que desde su invención -a mediados del presente siglo- ha sufrido muy pocas modificaciones y se sigue empleando incluso en las modernas sinfonolas que en vez de discos de acetato utilizan los modernos CDs (con la consiguiente mejoría en la calidad de sonido que se obtiene). Figura 4.41. Ahora bien, es absurdo y hasta incómodo que tengamos en casa una sinfonola. Pero existen usuarios a los que les gustaría tener en su hogar un aparato con la flexibilidad de una sinfonola; esto es, contar con sus discos preferidos permanentemente montados dentro del equipo, para que con sólo presionar el código adecuado (número de disco y número de selección) accedan casi de inmediato a las melodías. Con esto, el usuario no tendría que estar colocando alternadamente los discos en caso de que deseara escuchar otras melodías. Esto ha llevado a algunos fabricantes de reproductores de CDs a desarrollar una variante del mecanismo de las sinfonolas, pero con la característica de ser lo suficientemente compacto para ser insertado en un aparato de tamaño reducido (al grado que fácilmente pueda incor82

Figura 4.40

Figura 4.41



Figura 4.42

porarse a un equipo de sonido tradicional, sin modificar la funcionalidad de éste). Estos aparatos se reconocen fácilmente, porque tienen un tamaño vertical considerable. Cuentan con un carrusel semejante a los usados en los proyectores de diapositivas, debido precisamente a la necesidad de alojar tal cantidad de discos. Para minimizar los movimientos mecánicos en estos aparatos, lo normal es que el ensamble lector del disco se encuentre colocado de forma que la captura y reproducción del CD se lleve a cabo estando en posición vertical. Con todo lo anterior, el mecanismo de este tipo de aparatos se vuelve menos complejo, permitiendo un análisis rápido de su funcionamiento.

El Reproductor de CDs Pioneer CF-D906 Figura 4.43

Para “aterrizar“ las explicaciones que se darán a continuación, tomaremos como base un aparato muy representativo de esta tendencia tecnológica: el Pioneer CF-D906, que es un aparato capaz de almacenar en su interior 100 discos compactos en posiciones fijas, más uno de inserción temporal. Desde su ventana se alcanzan a apreciar los discos compactos guardados en su interior (figura 4.42). Cuando abrimos la ventana de inserción por medio de la tecla open/close, se muestra el diseño del mecanismo de almacenamiento de discos: una gran cantidad de ranuras donde el usuario manualmente podrá colocar los discos que desee almacenar (figura 4.43). Una vez que se tengan todos los discos dentro del equipo, estaremos listos para iniciar su reproducción. Si retiramos la tapa superior del reproductor, queda a la vista, de forma


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Mecanismos de Selección de Discos más evidente, el mecanismo tan parecido al carrusel de un proyector de transparencias. Puede notar que en toda la periferia del carrusel se encuentran ranuras en las que van alojados los 100 discos permanentes, más una ranura adicional claramente marcada- que se utiliza para colocar algún disco que se desee introducir temporalmente. Observe la posición tan particular que guarda el ensamble reproductor de discos; es completamente vertical y esquinado, de forma que ocupa el menor espacio posible (figura 4.44). Veamos ahora algunos de los puntos finos de la operación de este conjunto. 1. Introducción y expulsión del disco del ensamble lector Cuando los discos son colocados en el aparato y se ordena la reproducción de alguno por medio de la orden PLAY, el carrusel gira de modo que el disco seleccionado quede exactamente frente al ensamble reproductor. Para sacar del carrusel a este disco e introducirlo en el ensamble de lectura, se activa una pequeña palanca localizada en la parte inferior de aquél; esta palanca empuja el disco hacia el interior del ensamble, donde otra palanca similar lo recibe y lo coloca en posición de lectura (figura 4.45). En ese momento se lleva a cabo el movimiento de clamping o atrapado del disco, con lo que se obtienen las condiciones necesarias para dar inicio a su reproducción. Cuando se termina de tocar el CD, o cuando el usuario da la orden STOP, la palanca que en el movimiento de entrada recibió al disco, ahora lo empuja nuevamente hacia el carrusel; aquí la primera palanca vuelve a recibirlo, y lo coloca en su respectiva ranura. 84

Figura 4.44

Figura 4.45


Mecanismos de Selección de Discos Estos movimientos constituyen el ciclo del mecanismo introducción-expulsión del disco. Una vez concluidos, el aparato queda nuevamente en condiciones de trasladarse hacia otra posición y repetir la secuencia; o en caso contrario, para llevar el disco hasta la ventana de inserción, a fin de que el usuario lo pueda retirar sin problemas. Figura 4.46

Figura 4.47

2. Control de giro del carrusel Como podrá imaginar, para que los movimientos del carrusel sean lo suficientemente precisos para colocar los discos justo en la posición adecuada para su inserción o expulsión del ensamble lector, se necesita un medio que controle de forma muy exacta la posición mecánica del conjunto. Si desmontamos el carrusel de discos, notaremos que en su parte inferior aparecen dos hileras de aletas: una que presenta una muesca para cada posición de los discos; y otra en la que está codificado el número correspondiente a las decenas, por medio de una abertura de tamaño variable que va creciendo conforme la posición del disco es más alta (figura 4.46). Estas hileras de aletas se detectan por medio de un par de fotodetectores, los cuales envían su señal al microcontrolador; éste combina la información referente a las decenas y a las unidades, para conocer de forma muy precisa en qué posición se encuentra el carrusel (figura 4.47). Gracias a que este sistema funciona 100% por métodos ópticos, no se necesita ningún tipo de “puesta a tiempo” del carrusel; basta con colocar éste en su sitio, para que por sí mismo, la próxima vez que se encienda el aparato, retorne a su posición de trabajo. 3. Otros detalles Al retirar el carrusel de su base, podemos apreciar más fácilmente la posición de la palanca extractora del CD (que se encarga de introducirlo al ensamble lector) y de la palanca de expulsión del disco (que lo ensambla nuevamente hacia el carrusel - figura 4.48).


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Mecanismos de Selección de Discos También apreciamos una pequeña palanca aseguradora, cuyo objetivo es fijar mecánicamente el carrusel mientras el aparato esté reproduciendo un disco; también bloquea la ventana de inserción, de tal manera que si se está leyendo un disco resulte imposible tratar de girar el carrusel o remover el CD (figura 4.49). Finalmente, podemos también observar el interruptor que le indica al microcontrolador el momento en que la ventana de inserción se encuentra cerrada (lo cual le permite iniciar la secuencia de introducción del disco al ensamble y la lectura del mismo - figura 4.50) Todos los movimientos se llevan a cabo por medio de tres motores sencillos de DC: uno controla la apertura y cerrado de la ventana de inserción, otro el giro del carrusel, y uno más realiza el movimiento de introducción y expulsión del disco al ensamble lector, lo mismo que el movimiento de clamping (figura 4.51) Como ha podido observar a lo largo de este subtema, una vez conocido el principio de operación de estos aparatos se aprecia que en realidad sus movimientos mecánicos son sorprendentemente sencillos. Mas es importante tomar en cuenta que existen varia86

Figura 4.48

Figura 4.49

Figura 4.50



Figura 4.51

ciones mínimas en otros tipos de aparatos, los cuales en vez de una ventana de inserción (como la que se utiliza en el modelo que acabamos de describir), emplean un método similar al de los autoestéreos con CD; esto es, cuentan con dos cilindros alargados -en forma de reloj de arena- que capturan el disco; cuando el usuario introduce éste en la ranura, el mismo es colocado en el carrusel de forma idéntica como vimos en nuestro modelo. Para expulsar el disco, este otro sistema recurre a una palanca similar a la empleada para introducirlo en el ensamble de lectura; pero lo que se busca ahora es empujar el CD hasta los rodillos de introducción que giran en sentido contrario, y que lo expulsan para que el usuario pueda recuperarlo. Fuera de esta pequeña diferencia, la operación de ambos mecanismos es prácticamente la misma.

Sistema Mecánico KSM de Reproductores de CDs Aiwa Descripción general y procedimiento para sincronizarlo correctamente El KSM es un mecanismo de bandeja o tipo carrusel, con compartimento para tres discos; es una versión de tipo flotante. Esto último significa que pueden cambiarse hasta dos discos mientras uno más se está reproduciendo, lo cual es posible gracias a un juego de engranajes que forman parte del propio mecanismo; por lo tanto, para desensamblar y reensamblar éste y colocar aquéllos de manera correcta (en sincronía), el técnico debe tener los conocimientos y la habilidad que sólo un buen método puede proporcionarle. Esta es justamente la intención del presente subtema: explicar paso a paso el procedimiento que debe seguirse para efectuar tan delicada tarea; veamos qué es lo que hay que hacer: 1. Retire todo el sistema del componente de audio (figura 4.52). 2. Tome cuidadosamente la bandeja por la parte frontal, y extráigala hasta el tope. 3. Presione un par de pestañas o seguros de plástico, y empuje la bandeja ligeramente para que salga del ensamble del chasis (figura 4.53). Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Mecanismos de Selección de Discos Una vez retirada la bandeja, en el chasis encontramos varios engranajes que difieren entre sí en su función específica; entre ellos se cuenta el engranaje CAM o principal (conformado a su vez por algunos engranajes colocados a distinta altura), el engranaje de cremallera, los engranajes de acoplamiento, una polea de impulsión, el engranaje elevador y un par de interruptores (figura 4.54). Uno de estos dos últimos se encarga de detectar si la bandeja se encuentra abierta o cerrada, y el otro sensa la posición de la lente o del ensamble del recuperador óptico (si está arriba o abajo). 4. Para desmontar los engranajes que acaban de señalarse, quite los tornillos tipo Philips que los mantienen sujetos al chasis (figura 4.55). 5. El mantenimiento que debe darse a los interruptores detectores de puerta abierta-puerta cerrada y de recuperador óptico arriba-abajo, consiste en aplicarles limpiador de tipo “limpia-contactos“ y hacerlos funcionar. De esta manera se evita que el compartimento de bandeja se “resista“ a ser abierto o cerrado, o que el recuperador no “quiera“ subir o bajar. Los interruptores suelen ensuciarse por la cierta carbonización que les provoca el componente eléctrico que pasa a través de ellos. 6. Se recomienda limpiar con alcohol isopropílico la banda impulsora; incluso puede ser reemplazada, si el técnico lo considera conveniente. Limpie también con alcohol isopropílico los engranajes multicitados, y aplique grasa delgada o vaselina a sus ejes y a sus dientes; así se previene el desgaste natural que sufre toda pieza de este tipo. 7. Para reensamblar el equipo, primero coloque el engranaje elevador. Cuide que el ensamble del recuperador óptico quede en la parte inferior, y que su pivote embone en las partes deslizables (sólo así se devolverá el movimiento arribaabajo). Una vez que se logre este acoplamiento, asegúrese de que el engranaje elevador quede en la posición que se observa en la figura 4.56. 8. Verifique también la posición del interruptor detector de pick-up arribaabajo, ya que debe encontrarse en dirección del ensamble de este último. Con 88

Figura 4.52

Figura 4.53

Figura 4.54


Mecanismos de Selección de Discos respecto al seguidor de leva, éste debe quedar enganchado con la leva que se Figura 4.55 muestra en la figura 4.57. 9. Cuando coloque el engranaje principal o CAM, cuide que la saliente plástica -con forma de flecha- que tiene en su parte superior quede “señalando“ hacia el ensamble del recuperador óptico. Para sincronizar este último, haga que el primer diente del engranaje superior quede en dirección al punto localizado en el bastidor plástico (figura 4.58). 10. Coloque en su sitio los tornillos Figura 4.56 de tipo Philips. 11. Introduzca la bandeja principal, no sin antes haber reinstalado el engranaje de acoplamiento de la cremallera. Asegúrese de que el primer diente de la cremallera de la bandeja coincida con el punto indicado en la figura 4.59. 12. Empuje suavemente la bandeja, hasta que escuche un “click“ proveniente de los seguros plásticos. Al colocar el compartimento de bandeja, cuide que las guías de ésta se deslicen sobre las ranuras o guías plásticas del bastidor; estas dos guías deben estar lubricadas, para permitir una mejor entrada y salida de la bandeja. 13. Para comprobar que el sistema mecánico ha sido bien ensamblado y sincronizado, haga girar con la mano el engranaje de impulsión que acopla con la polea impulsada por la banda. Cuando este engranaje gire, la bandeja deberá empezar a introducirse; al llegar ésta al tope, hará que el ensamble del Figura 4.57 recuperador óptico suba. Si la polea sigue girando en la misma dirección (antihorario), la bandeja tenderá a salir; entonces el recuperador quedará en la parte superior. Esto es posible gracias a la función de acción flotante con que cuenta este sistema mecánico. 14. En el momento en que durante su movimiento de salida la bandeja lleMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

89

Mecanismos de Selección de Discos gue al tope, haga girar dicho engranaje en Figura 4.58 sentido horario; la bandeja se introducirá hasta el otro tope, y enseguida el ensamble del recuperador tendrá que bajar; por último, al seguir girando el engranaje, la bandeja volverá a salir hasta el tope. 15. Si se cumplen las condiciones descritas en el paso anterior, podemos estar razonablemente seguros de que el sistema mecánico ha quedado correctamente sincronizado. Y aunque sólo resta reinstalarlo sobre el componente de audio, cabe mencionar que hay otra forma de verificar su apropiada sincronización: con una fuente de corriente directa, alimente externamente al motor de impulsión principal (se recomienda una carga de entre 3 y 4.5 volts); al ser alimentado éste, veremos que la bandeja hace los movimientos ya descritos (adentro y afuera), pero ahora sin necesidad de que aquellos engranajes giren. 16. Si se recurre al método de alimentación de voltaje de corriente directa para verificar la correcta sincronización del sistema mecánico, es preciso que las terminales del motor queden aisladas de la tarjeta principal; recuerde el riesgo que implica el hecho de que el componenteFigura llegue de4.56 manera directa al circuito excitador o drive (éste queda expuesto a sufrir daños).

Figura 4.59

Fallas más comunes Veamos los principales problemas que aquejan a este tipo de sistemas mecánicos: a) La banda impulsora sufre cristalización o alargamiento. Esto provoca que el ensamble de bandeja se abra y cierre lentamente; a veces, cuando le es imposible abrir por completo, se regresa; cuando no cierra totalmente, tiende a abrirse. b) Daños en los interruptores detectores de bandeja abierta-bandeja cerrada o pick-up abierto-pick-up cerrado. Cuando sufren daños, estos interruptores dejan de cumplir con tales funciones. Se recomienda sustituirlos, en caso de que ni aun limpiándolos (como vimos en el paso 5) vuelvan a operar correctamente. c) Daños en los conectores flexibles o de tipo plano que se acoplan a la tarjeta principal. Es común que se fracturen por el constante abrir y cerrar de la bandeja; como resultado, a veces ésta no puede ser abierta o cerrada; por su parte, el ensamble del recuperador se “resiste“ a subir o comienza a trabajar erráticamente. La solución a este problema consiste en reemplazar el cable flexible. 90


Ajustes en reproductores de Compact Disc Capítulo

Ajustes en Reproductores de Compact Disc

5

Pasos Previos al Ajuste y Verificación de la Función Focus S ear ch Figura 5.1 Función focus search

Comprobación visual de la emisión de CD

Introducción de CD

Señal FOK

Lectura del TOC

Señal RF

Reproducción del CD

Señal FE y TE

¿Qué ajustes trataremos? En este capítulo examinaremos los procedimientos que deben seguirse para efectuar de forma correcta los ajustes electrónicos en un reproductor de discos compactos. Es necesario entonces repasar brevemente cuáles son estos ajustes, y el punto específico que se afecta cuando se mueve el potenciómetro en cuestión. Al hablar de ajustes electrónicos dentro de estos equipos, la mayoría de las veces nos estamos refiriendo a los ajustes de servomecanismos; como sabemos, se trata de uno de los puntos más importantes para garantizar una correcta recuperación de la información grabada en un CD. Como referencia, en la figura 5.1 mostramos un diagrama de flujo que indica el orden en que deben irse ajustando las señales de ser-vomecanismo. Consúltelo conforme vayamos explicando cada ajuste. Generaciones de reproductores de CDs Lo primero que hay que hacer cuando nos enfrentemos a un proceso de ajuste de servomecanismos en reproductores de discos compactos, es determinar la generación a la que pertenece el aparato en cuestión. De ello dependerán nuestros próximos movimientos. En la actualidad, podemos identificar claramente cuatro generaciones de reproductores de discos compactos. Pero antes de verlas, cabe señalar que a medida que han ido evolucionando los circuitos electrónicos empleados para construir los reproductores, el número de ajustes electrónicos ha decrecido considerablemente.


91

Ajustes en reproductores de Compact Disc

Reproductores de la 1ª Generación Casi ya no existen; fueron los primeros aparatos que se produjeron masivamente, hacia principios de la década de los 80 (figura 5.2). Se caracterizan por estar construidos con numerosos circuitos integrados y dispositivos discretos (transistores, diodos, resistencias, etc.). Quiere decir que estos reproductores prácticamente necesitaban un ajuste para cada una de sus etapas, de modo que era común encontrar aparatos a los que había que calibrar más de 10 potenciómetros. Figura 5.2

Reproductores de la 2ª Generación Se considera que a esta generación pertenecen todos los reproductores que, gracias a la integración creciente de sus componentes y al alto grado de confiabilidad de los mismos, requieren apenas de 5 ó 6 ajustes (figura 5.3A). Típicamente, éstos son el focus gain, el tracking gain, el focus bias, el tracking offset, el E-F balance y el VCO -también conocido como PLL (figura 5.3B). Estos aparatos surgieron a mediados de la década de los 80, y de hecho se siguen fabricando hasta nuestros días. La razón es que hay algunos tipos de reproductores (especialmente los portátiles, como los DiscMan y las radiograbadoras) en los que resulta muy conveniente tener a mano todos estos ajustes para poder hacer una “sintonía fina“ de los movimientos mecánicos del recuperador óptico; así se evita, B en lo posible, que la reproducción se vea afectada por vibraciones externas.

Figura 5.3 A

Reproductores de la 3ª Generación Son aquellos aparatos (principalmente de mesa) que, comparados con los de la segunda generación, necesitan un menor número de ajustes; sólo podemos encontrar dos de éstos: 92


Ajustes en reproductores de Compact Disc focus gain y tracking gain (figura 5.4A). Estamos hablando de los equipos más populares hasta nuestros días, a los que se identifica fácilmente porque algunos de sus potenciómetros de ajuste se han trasladado hacia el recuperador óptico (figura 5.4B). Con esto, el margen de maniobra se reduce considerablemente para el técnico de servicio.

Figura 5.4 B

Reproductores de la 4ª Generación Ya han aparecido aparatos que carecen por completo de potenciómetros externos. No es que estos últimos sean innecesarios, sino que se les reemplaza con ajustes digitales que se realizan por medio de jigs de servicio especializados, pocas veces al alcance del técnico (figura 5.5). Esta tendencia se acentúa cada vez más, al parecer con el objeto de que no cualquier persona pueda modificar los ajustes internos del aparato (con el riesgo que ello implica). La idea es que solamente el personal de los centros de servicio autorizados pueda acceder a estos parámetros.

A

Antes de Realizar los Ajustes

Figura 5.5

Así las cosas, lo primero que debe hacerse antes de llevar a cabo los ajustes de servomecanismos en los reproductores de discos compactos, es -como ya dijimos- identificar la generación a la que pertenece cada uno de éstos. El segundo punto a tomar en cuenta, consiste en marcar cuidadosamente la posición original de todos los potenciómetros. Utilice un plumón de tinta indeleble, o aplique pintura acrílica pero con un pincel muy fino (figura 5.6). Esta precaución tiene el propósito de establecer un punto inicial de referencia a partir del cual hare-


93

Ajustes en reproductores de Compact Disc mos el ajuste; tanta importancia tiene, que si -en el peor de los casos- no es posible llevar a buen Antes de mover cualquiera de los potenciómetros término la reparación, al menos de un reproductor de discos compactos, marque estaremos seguros de poder regre- cuidadosamente su posición original para tener una referencia futura. sar el aparato exactamente en las mismas condiciones en que lo recibimos. El tercer punto que debe considerarse antes de realizar los ajustes, es verificar que el aparato sea capaz de llevar a cabo satisfactoriamente la función focus search (FS). Como recordará, ésta consta de tres acciones fundamentales:

Figura 5.6

a) El pequeño movimiento que experimenta el recuperador óptico para colocarse en su posición central de lectura. b) El encendido del diodo láser para que aparezca una emisión estable y se pueda iniciar la búsqueda de información. c) La elevación -un par de veces- de la lente de enfoque, en busca de una superficie reflejante donde rebotar y conseguir un enfoque correcto.

Cómo Verificar el Modo Focus Search Es obvio que los movimientos de la función focus search deben hacerse sin problemas; puesto que marcan el inicio de todo el proceso que culmina con la lectura de la información grabada en el CD, con ellos empezamos de hecho los ajustes electrónicos del reproductor. Para verificar de manera visual estos movimientos, sólo hay que seguir ciertos pasos: 1. En reproductores de mesa de un solo disco, basta con expulsar y volver a introducir el cajón del CD para que el aparato por sí mismo se coloque en función FS (figura 5.7). En estos reproductores, el método que generalmente se emplea para saber si se ha introducido o no un CD consiste en buscar y leer la tabla de contenidos o índice (TOC) de éste. 94

Figura 5.7



Figura 5.8

2. En aparatos de carrusel, lo que se acostumbra es “engañarlos“ para que “determinen“ que tienen introducido un disco en alguna de las posiciones. Entonces simplemente solicite que se reproduzca dicha posición, y verá que el aparato se coloca en el modo de búsqueda de enfoque (figura 5.8). 3. Para observar la función FS en aparatos portátiles (DiscMan y radiograbadoras con reproductor de discos compactos), debemos mantener el compartimiento del CD abierto. Por este motivo es necesario accionar manualmente el interruptor que detecta si la puerta en cuestión está abierta (vuelva a ver la figura 4.6); sólo entonces (y presionando la tecla PLAY) lograremos que el sistema se coloque en modo focus search. 4. Los aparatos de carrusel y los auto-estéreos con reproductor de CDs suelen ser los más difíciles de “engañar“; prácticamente hay que colocar un disco y retirarlo de inmediato, para comprobar que se realiza la función FS.

Qué se Debe Verificar del Modo Focus Search Una vez que el aparato ha entrado en modo focus search, hay que verificar de manera visual básicamente dos aspectos: 1. Que se enciende el diodo láser. Para ello nos asomaremos al interior de la lente de enfoque en busca de una luz roja muy débil . Esta observación debe hacerse a una distancia mínima de 30 cm y en forma ligeramente lateral (nunca de frente a la lente), para evitar que el rayo láser afecte la retina (vea nuevamente la figura 3.4). 2. Que el movimiento ascendente y descendente de la lente de enfoque sea uniforme (vea nuevamente la figura 3.1). El propósito es asegurarse que sea capaz de localizar la superficie de datos (en caso de tener un disco en posición de lectura) y de recuperar la información grabada en el disco. Unicamente hasta que se hayan superado las dos pruebas anteriores, será posible iniciar la tarea de ajuste de los potenciómetros de servomecanismos.

Ajustes de Enfoque y la Señal Focus OK ¿Qué es la señal FOK? Antes de dar inicio, cabe hacer la aclaración de que los pasos que describiremos se refieren principalmente a reproductores de la segunda geMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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2

6

7

75 76 77 78 79 80 4

9 10 11 12

8

SB SO

EXCK

WFCK

MDP

MIRP

XLTO

CK O

DA TO

CNIN

FOK

24 1

SE IN

RF

Fragmento de diagrama de un reproductor de CD´s AIWA, señalando la línea FOK.

62 64 65

1

SW101 Inside limit SW

3

VCC

CLK

XLT

C.O

VCC

DATA

2

SENS

VC

RFO

31 25 24 23 21 20 19 1

FOK

neración; las acciones sin embargo pueden aplicarse también a sistemas de la tercera generación, pues éstos demandan menos ajustes y por eso resultan aún más sencillos de diagnosticar. Si el aparato ejecuta correctamente la función FS, ha llegado la hora de introducir un CD y dar comienzo a nuestra labor de ajuste:

SFR 101 FOCUS

39 E

4

FB 37

5

35 PH D1

6

36 PH D2

BIAS ADJ

IC101 CXA 1782BQ

7

96

SL O

TAO

FEO

1. Lo primero 8 38 F que hay que busEI 40 9 car, auxiliándo10 LD Drive 33 LD nos del diagrama 01 01 11 esquemático del 12 34 PD equipo en cuesF+ 13 TE0 42 tión, es una línea T+ TE1 44 14 conocida como T15 FFOK o Focus 16 RF SIGNAL Con 101 SERVO PROCESOR OK (enfoque correcto, figura 5.9). Lo único que hace esta lí13 16 1 nea, es indicar al syscon si en cierto momento el rayo láser se ha podido enfocar satisfactoriamente en la superficie de datos del disco compacto. Esta “notificación“ se basa en dos tipos de pulsos; el primero toma un valor alto o bajo para indicar que no se ha conseguido el enfoque, y el segundo u opuesto un valor bajo o alto para indicar que ya se ha conseguido tal objetivo (figura 5.10). 2. Para monitorear esta señal, puede utilizarse un multímetro digital o analógico. Pero sería preferible observarla por medio del osciloscopio,

SFR 102 TRACKING BALANCE ABJ

SFR 103 TRACKING GAIN ADJ

Figura 5.9


Ajustes en reproductores de Compact Disc Diagrama de tiempos para señal FOK Se inicia la función FS

Se consigue el enfoque

5V

La señal FOK Como Punto de Partida

FOK 0V (Lógica positiva) FOK 5V (Lógica negativa) 0V

Figura 5.10

porque su comportamiento suele ser muy estable y sin variaciones bruscas.

Cuando en operación normal un aparato consigue enfocar correctamente la superficie de datos de un CD, la señal FOK se activa y entonces avisa al microcontrolador que efectivamente parece haber un disco insertado. Al “enterarse“ de ello, el microcontrolador activa diversos bloques internos del equipo para que pueda dar inicio la lectura de la información. Algunos de esos bloques son el motor de giro de disco (puesto que debe comenzar a girar el CD) y los servos de tracking y sled (para detectar el track de información y darle seguimiento). Una vez activados tales bloques, el microcontrolador lee la información referente al TOC o tabla de contenidos; y al cabo de pocos segundos expide en el display del aparato la información sobre el total de melo-días y su duración en minutos y segundos. Cuando se presiona PLAY, el aparato vuelve a colocarse en modo focus search; al encontrar la superficie de datos del CD, hace que se active la señal FOK -con lo que se repite el proceso anterior. Mas ahora el sistema no se limita a leer la información del TOC, sino que continúa la lectura sencuencial de las melodías contenidas en el CD; por eso la señal FOK permanece siempre activa, y sólo cesa de trabajar cuando el usuario solicita STOP o cuando se termina de reproducir el disco. Por todo lo anterior, resulta evidente la importancia que tiene la señal FOK en el desempeño general del aparato. Así que un buen punto de partida para nuestro proceso de ajuste es precisamente la obtención de una señal FOK correcta y sin variaciones; para lograrlo, conecte la punta de prueba del osciloscopio al punto referido; enseguida dé inicio al ajuste.

Ajuste de la señal FOK En el momento en que por cualquier motivo la señal FOK no se active o lo haga de forma intermitente, será necesario comenzar la manipulación de los ajustes de servomecanismo. Es decir, con la finalidad de obteMantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

97

Ajustes en reproductores de Compact Disc ner dicho pulso lo más correcto posible, ejecute las siguientes acciones (vea también, de nuevo, la figura 3.3B):

Figura 5.11

Ajustes de Seguimiento y la Señal RF ¿Qué es la señal de RF? Si ya se consiguió un enfoque correcto (lo cual se manifiesta con un pulso FOK limpio y sin varia98

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AMP Matriz

FB

1. Mueva muy lentamente el potenciómetro marcado como focus bias (FB), tanto a la derecha como a la izquierda (figura 5.11). El movimiento debe ser en pequeños pasos, procurando nunca salirse de la zona autorizada para estos ajustes (figura 5.12). 2. Si a pesar de haberse recorrido toda esta zona aún no se consigue una señal FOK correcta, proceda a realizar el ajuste de focus gain. Lo que debe hacerse entonces es mover muy ligeramente el potenciómetro marcado como “focus gain“ (FG), de manera que la señal se amplifique un poco más (figura 5.13). Ya con este ajuste en la nueva posición, repita el paso número 1; pruebe constantemente para verificar si ya se consigue una señal FOK adecuada. 3. En caso de no obtener todavía una señal FOK correcta, vuelva a mover levemente el ajuste de FG e intente de nuevo conseguir el enfoque por medio Posición de FB. Si ya recorrió toda la zona de ajuste en central ambos potenciómetros y aún no consigue una 45º 45º señal FOK correcta, lo más seguro es que se esté enfrentando a un recuperador óptico dañado; reemplácelo. (Recuerde que en el capítulo 3 vimos algunos métodos para tratar de rescatar el recuperador óptico). 4. Supongamos que en uno de estos intentos se consigue por fin una señal FOK adecuada, al grado de que el disco comienza a girar y el aparato inicia la búsqueda de la TOC. Es el momento justo para realizar los ajustes de tracking, como se describirá a continuaCon el potenciómetro FG podemos controlar la ción. amplitud del movimiento de la lente de enfoque.

Area de ajuste permitida

Figura 5.12 Figura 5.13 (A+C)-(B+D) Error de enfoque

FG

Bobina focus


Ajustes en reproductores de Compact Disc ciones), ha llegado la hora de tratar de recuperar la información de la TOC. Con este propósito, el CD comenzará a girar y el recuperador óptico deberá capturar el track de información y leer los datos de dicha tabla. En consecuencia, el siguiente paso del proceso de ajuste de los ser-vomecanismos consiste precisamente en asegurarse de que la captura del track de datos se realice de forma satisfactoria; para verificarlo, es necesario que los ajustes de tracking estén funcionando adecuadamente. A fin de comprobar esto último, haga uso del osciloscopio para monitorear una de las señales más importantes dentro de un reproductor de discos compactos: la señal RF (vea nuevamente la figura 1.11). Estamos hablando de una representación fiel de los “pits“ leídos desde la superficie del CD; o sea que es la primera acción del proceso de recuperación del audio digital grabado en el disco. Obviamente que mientras una señal RF clara implica una lectura correcta, una señal RF débil o intermitente implica que aún tenemos problemas ya sea en el enfoque o en el seguimiento. Si la señal RF no es continua, la causa puede atribuirse principalmente a los ajustes de tracking. Entonces, y tomando como referencia precisamente a dicha señal, proceda a realizar los ajustes de seguimiento o tracking.

Ajustes de Tracking De manera similar a lo que describimos en el apartado “Ajuste de la señal FOK“, aquí tenemos básicamente dos potenciómetros que se encargan, de forma directa, de afinar la correcta recuperación de la señal RF: el tracking gain (TG) y el tracking offset (TO); también se cuenta con el ajuste E-F Balance (E-F BAL).

Ajuste de TG y TO Tal y como se hizo con los ajustes de enfoque, en el caso del seguimiento hay que intentar en principio arreglar el problema. Para esto, primero mueva lentamente a TO a través de toda la zona de ajuste; sólo en caso de no lograr nada, mueva ligeramente a TG y repita el proceso con TO. Recuerde que ninguno de los dos debe salir de la zona de ajuste; pero si sucediera, sabríamos que la falla está en otro componente (al grado que sólo un ajuste muy agresivo puede compensar ese mal funcionamiento). Por lo general, un mal ajuste en los potenciómetros de seguimiento se Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

99

Ajustes en reproductores de Compact Disc Se llama “patrón de ojo“ a la figura en forma de rombos que se obtiene al amplificar la sección central de la señal RF. Cuando un reproductor de CDs está correctamente ajustado, las líneas que forman ese patrón son claras y definidas, mientras que unas líneas borrosas son resultado de problemas en el sistema de servomecanismos.

Figura 5.14 refleja en una señal RF que sube y baja levemente; es decir, se nota un temblor tanto en la parte de arriba como en la parte de abajo de ella. Esto se traduce en un patrón de ojos inestable (figura 5.14). Por lógica, si se toma en cuenta que precisamente en ese patrón de ojos va contenida la información que se está recuperando del CD, más problemas tendrá el aparato para recuperarla adecuadamente cuando el mismo se muestre más inestable. De ahí que mediante los ajustes de TO y TG haya que garantizar que el patrón de ojos sea lo más estable posible (aunque en ocasiones será necesario dar un ligero retoque a FG). Con ello obtendremos una señal RF limpia y una reproducción del disco libre de problemas.

Ajuste de E-F BAL Hacer correctamente el ajuste de E-F BAL sólo es cuestión de manipularlo de forma ligera, luego de observar la señal RF, hasta que ésta adquiera su máxima amplitud. Este ajuste obliga al rayo láser a pasar exactamente por el centro del track de información, con lo que se logra la máxima amplitud de señal recuperada (figura 5.15).Como ha podido darse cuenta, llevar a cabo estos ajustes no resulta realmente tan complicado. Basta con seguir una serie de pasos bien estructurados. Veamos ahora la forma en que debe hacerse el último de los ajustes: el de frecuencia libre de oscilación del PLL o VCO. 100


Ajustes en reproductores de Compact Disc A

Haz láser

B

1.7 µm Enfoque correcto

Haz láser

Menor que 1.7 µm Lente muy lejos

C

Haz láser

Mayor que 1.7 µm Lente muy cerca D F

Tracking correcto E Tracking cargado a la izquierda Tracking cargado a la derecha

Figura 5.15

El Ajuste de PLL o VCO Característica de desajuste del PLL El último ajuste que debe hacerse en los reproductores de CDs de la segunda generación, es el de un potenciómetro o bobina variable identificado con las siglas PLL ó VCO (figura 5.16). Como usted podrá suponer, este ajuste se encuentra relacionado con el servomecanismo de velocidad lineal constante del CD; además resulta especialmente crítico, dado que la oscilación debe estar sincronizada con otros relojes repartidos en diversos circuitos; una falla en este parámetro, Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

101

Ajustes en reproductores de Compact Disc impedirá por completo la correcta lectura del disco. Entonces, el signo típico de una falla en la frecuencia libre de oscilación del PLL puede describirse como hacemos en el siguiente caso. Vamos a suponer que tenemos un reproductor que captura perfectamente los discos, y en el que se observa sin problemas la señal FOK y se recupera una señal RF adecuada; no obstante, luego de pocos segundos de empezar a funcionar, el aparato se detiene por sí mismo sin reproducir la melodía. ¿Qué debe hacer entonces? Remítase al siguiente procedimiento.

Figura 5.16

Procedimiento de Ajuste del PLL Para llevar a cabo este ajuste, son indispensables tanto un contador de frecuencia como el manual de servicio del aparato en cuestión (éste le irá indicando los pasos a seguir). En otras palabras, este ajuste debe hacerse “ajustándose a un procedimiento“. A continuación describiremos cinco pasos que no debe perder de vista al ajustar el PLL. Después de ponerlos en práctica, verá usted que de seguro recupera la operación normal del equipo. 102

Para ajustar correctamente la frecuencia libre de oscilación del PLL, es necesario cortocircuitar uno o dos puntos, para garantizar que el VCO oscile a su frecuencia central y poder ajustarla mediante un frecuencímetro

ce

rvi

Se

O

VC

Figura 5.17


Ajustes en reproductores de Compact Disc 1. Localice el punto de prueba. Este punto debe corto-circuitarse, de modo que se garantice que el VCO esté funFRECUENCY COUNTER cionando exactamente a su frecuencia libre de oscilación (figura 5.17). 2. Coloque el aparato en “modo de servicio“. Esto se hace para que el PLL funcione incluso sin tener un disco insertado y trabajando. 3. Mida la frecuencia libre de osciGND lación del VCO. En caso de que no esté trabajando de acuerdo con la frecuencia marcada por el manual de servicio, mueva el potenciómetro o bobina vaTP(PLL) riable hasta que quede dentro de parámetros operativos (figura 5.18). 4. Retire el cortocircuito tanto del VCO como del modo de servicio. 5. Verifique si se soluciona el problema.

Para ajustar la frecuencia libre de oscilación del PLL, hay que usar el frecuencímetro y mover el potenciómetro respectivo hasta obtener el valor indicado en el manual.

VCO

Figura 5.18

Comprobaciones finales ¿Qué hacer después de los ajustes? Una vez hechos los ajustes de servomecanismos, resta solamente poner a prueba el aparato. Tenga a la mano los siguiente discos: a) Un disco de prueba en buenas condiciones (vea nuevamente la figura 2.7). b) Un disco cualquiera levemente rayado. c) Un disco cualquiera muy rayado. d) Un disco de “prueba de fuego“. Tome un disco cualquiera, y péguele tres cintas delgadas opacas de aproximadamente 1 mm de ancho (vea nuevamente la figura 2.6). Ordene al aparato que reproduzca las melodías inicial, intermedia y última de cada uno de los cuatro discos. Si las órdenes se cumplen sin problemas, significa que usted ha realizado un buen trabajo. ¿Pero qué pasa cuando subsisten fallas? Veamos. 1. Normalmente, en el disco muy rayado aparecen algunos tramos que no pueden reproducirse de manera satisfactoria. Esto obliga a que en los ajustes de servomecanismo tengan que hacerse algunos retoques, los cuales deben ser movimientos muy leves para que no se modifique sustancialmente el comportamiento del conjunto. Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Ajustes en reproductores de Compact Disc Si usted consigue que el disco muy rayado se reproduzca sin problemas de principio a fin, puede dar por terminado el trabajo 2. Si usted logra que el disco de prueba de fuego sea capturado y reproducido sin fallas, puede estar seguro de que el ajuste que acaba de realizar. Tenga en cuenta que prácticamente sólo los aparatos recién salidos de fábrica son capaces de leer sin equivocaciones estos discos especiales. Con esto concluimos nuestro breve repaso sobre el método para realizar los ajustes electrónicos en reproductores de CDs. Esperamos que le resulte útil en sus labores diarias, y que le facilite considerablemente la reparación de estos sofisticados aparatos.

104


Probador de Potencia Láser para el Lector Optico Capítulo

6

Probador de Potencia Láser para el Lector Optico Introducción

Figura 6.1

De conformidad con todo lo dicho en los capítulos anteriores, resalta la importancia del recuperador óptico en la estructura del reproductor de discos compactos. También desde el punto de vista del servicio este componente es fundamental, ya que -como se dijo anteriormente- suele ser el más costoso de los que emplea este aparato; al mismo tiempo es una de las piezas que más problemas presenta, con fallas que van desde sistemas en los que sólo algunos discos no se reproducen hasta equipos totalmente inoperantes. En el capítulo 3, “Mantenimiento y Service del Lector Optico” se recomiendan algunos métodos para “revivir” un elemento de éstos, con acciones tan sencillas como la simple limpieza de la lente de enfoque hasta la manipulación del potenciómetro de control de potencia láser adosado al OPU. También se menciona que mover este ajuste implica realizar una medición indirecta de la corriente que circula a través del diodo láser, para que con este valor pueda determinarse si la potencia del haz de salida es suficiente para lograr una lectura adecuada de la información grabada en el CD. Sin embargo, este método tiene un inconveniente: estamos suponiendo que en el OPU hay una etiqueta en la que viene especificado el valor nominal de corriente necesaria para la correcta operación de ese diodo; mas en vista de que muchos fabricantes omiten tal información, lo único que nos queda es mover el ajuste y esperar que todo resulte bien. Obviamente, esto no es lo ideal; así que no podemos menos que preguntarnos: “¿No existe un método para medir directamente la potencia de la luz emitida por el diodo láser?”. Sí existe un aparato que permite medir directamente la potencia del haz láser generado (figura 6.1) pero dicho instrumento resulta extremadamente difícil de conseguir, y además es muy costoso (más de $300). Si está a su alcance, adquiéralo; pero considerando que por ese precio casi podemos comprar por ejemplo un osciloscopio básico para el taller, es lógico que pocos se animen a hacerlo.


105

Probador de Potencia Láser para el Lector Optico

Circuito Medidor de la Potencia del Haz Láser Por tal motivo, recomendamos un pequeño circuito que cumple la misma función de ese instrumento (figura 6.2). Si lo sabe utilizar adecuadamente, le permitirá hacer una medición muy precisa de la potencia generada por el diodo láser, auxiliándose de un elemento que no puede faltar en ningún centro de servicio electrónico: el multímetro digital; éste no es sin embargo indispensable, pues también basta con uno de tipo analógico capaz de medir corrientes del orden de los 10mA y que usted domine perfectamente la lectura de sus escalas; pero siempre tenga en cuenta que debido a la proliferación de los instrumentos digitales, a su bajo margen de error y a su alta precisión, resulta más conveniente el uso de un multímetro digital.

Figura 6.2

Diagrama del Circuito En la figura 6.3 se aprecia el diagrama esquemático del circuito que nos permitirá medir la potencia real de emisión del diodo láser en un momento determinado. Observe que se trata tan sólo de un transistor rodeado de algunas resistencias, y de una foto-resistencia que hará las veces de captador de la luz emitida por la lente de enfoque. Ahora veamos cuáles son los componentes que se requieren (Tabla 1) El principio Figura 6.3 de operación de este circuito es 10 mA en realidad muy R3 R1 sencillo. Puede ver que el tranD1 + sistor Q1 se haRV1 lla en una confi9V guración en la LDR1 que, dependienQ1 do de la cantidad de corriente R2 que llegue a su base a través del 106


Probador de Potencia Láser para el Lector Optico Cantidad

Elemento

Descripció n

LDR1

Foto-resistencia de 2 Mohms

R1

Resistencia de 120 Kohms, 1/2 W

RV1

Potenció metro tipo preset de 22 Kohms miniatura

R2

Resistencia de 27 Kohms, 1/2 W

R3

Resistencia de 560 ohms, 1/2 W

D1

Diodo LED

Q1

Transistor 2N3904

-

Conector para pila de 9V cuadrada

1

-

Placa de circuito impreso universal para conexiones

-

-

Tramos de cable para conexiones diversas

-

Tramo de tubo termo-fit

-

Pila alcalina de 9V

1 1

1 1 1 1 1 1

1

1

Tabla 1

divisor formado por la suma de R1, RV1 y LDR1 y la resistencia R2, hará que una corriente proporcional circule por R3, D1 y el multímetro en su modalidad de medidor de corriente (en la escala de 10mA). Ahora bien, es normal que cuando la foto-resistencia LDR1 se encuentre completamente a oscuras, tenga una resistencia de 2MΩ; esto significa que la corriente que llega a la base del transistor es extremadamente pequeña (casi despreciable). En consecuencia, la corriente que circule por R3 y por el medidor de corriente será tan pequeña que la escala casi no se moverá. Cuando a la foto-resistencia llega una cierta cantidad de luz, su resistencia interna disminuye; esto indica que más corriente llegará a la base de Q1, y que por lo tanto la corriente medida en su colector comenzará a subir; a su vez, esto implica que cuando la corriente sea lo suficientemente alta, el LED se encenderá y el multímetro presentará un valor susceptible de ser medido. O sea que dependiendo de la intensidad luminosa que


107

Probador de Potencia Láser para el Lector Optico llegue a LDR1, el valor de medición leído en el colector de Q1 subirá o bajará. Si ahora ajustamos el valor de RV1, de modo que al medirlo junto con R1 la resistencia combinada sea de aproximadamente 133,3kΩ, lograremos que este pequeño circuito quede calibrado para utilizarse en la medición de la potencia de láser en un recuperador óptico. Para hacer esta medición se recomienda colocar un tramo de cable termo-contraíble alrededor de LDR1, de modo que se forme una especie de campana que bloquee el paso de toda luz ajena a la que proviene del recuperador óptico (figura 6.4). Será suficiente entonces con poner a funcionar el reproductor de discos compactos, y “engañarlo” para que se coloque en modo focus search o búsqueda de enfoque, como ya dijimos en otro capítulo; y cuando esto suceda, sólo habrá que colocar la campana con el foto-detector justo frente a la lente de enfoque, para que tengamos en nuestro multímetro una lectura de corriente.

Figura 6.4

Otras Consideraciones Pruebas realizadas en diversas marcas y modelos de reproductores de CDs, han demostrado que casi todos los fabrican6.8 tes utilizan una 10 mA potencia de lectura estándar; con ésta, el medidor marca 6,8mA + cuando RV1 se encuentra perfecCircuito tamente calibrado probador (usted mismo puede hacer la prueba, utilizanAjustar el preset do un reproduchasta obtener una medición cercana tor de CD nuea 6.8 mA vo). Ello implica OPU que cuando ajus(En modo te la corriente de focus search) excitación del 108

Figura 6.5

-


Probador de Potencia Láser para el Lector Optico diodo láser, en vez de medir indirectamente la 10 mA corriente (como se recomienda en el capítulo 3), só+ lo tendrá que colocar el circuito Circuito que acaba de arprobador marse y ajustar el preset del OPU hasta que en el Ajustar el preset hasta obtener una amperímetro se medición cercana marque una coa 6.8 mA rriente de entre 6,5 y 7 mA; lo ideal es que marque exactamente 6,8mA, pero el rango indicado garantiza una buena reproducción (figura 6.5). 6.8

Figura 6.5

OPU (En modo focus search)

Conclusiones Como ha podido ver, el ensamblado de este circuito es una tarea muy sencilla y de bajo costo; con él, usted tiene a mano un valioso auxiliar para la reparación de reproductores de discos compactos; además, si usted cortocircuita las terminales a las que se conecta el multímetro, este circuito puede servirle también para comprobar la Circuito Figura 6.6 probador emisión luminosa de los controCortocircuitar les remotos infrarrojos, los cuales a veces son un poco difíciles de probar (figura 6.6). El LED se enciende cuando Le recomenel remoto si emite. damos que no emplee baterías normales de carbón-zinc para Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Probador de Potencia Láser para el Lector Optico alimentar este circuito, ya que hemos descubierto que el voltaje de las mismas es poco estable. Aunque cuesta un poco más, es preferible utilizar una pila del tipo alcalina; ésta ofrece mucho tiempo de vida, y un voltaje sumamente estable durante toda la operación. Como acaba de darse cuenta, sólo se necesita un poco de ingenio y de trabajo manual para no tener que comprar el costoso instrumento de medición al que ya hicimos referencia. De esta manera, cada centro de servicio contará con una forma fácil y rápida de determinar si un recuperador óptico está funcionando adecuadamente en su etapa de emisión láser. Construya ahora mismo este proyecto, y verá que pronto le encuentra múltiples aplicaciones.

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Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking Capítulo

7

Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking Ajustes de Servomecanismos con y sin Osciloscopio Una de las tareas que más se le complica al técnico en electrónica cuando da servicio a reproductores de CDs, son los famosos ajustes de servomecanismos. Según los fabricantes, se requiere para ello de instrumental especializado; específicamente, un osciloscopio, un frecuencímetro y hasta un analizador de espectros (un equipo de medición parecido al osciloscopio, pero que muestra el comportamiento de un circuito en el dominio de la frecuencia; cuesta alrededor de $1.000). Obviamente que no todos los talleres de servicio cuentan con instrumental tan sofisticado, y no son raros los casos en que el técnico sólo dispone de un multímetro para realizar todas sus labores de medición y prueba. Puesto que desafortunadamente ésta es una realidad, deben buscarse alternativas para subsanarla en lo posible. Con base en tal apreciación, en este capítulo explicaremos cómo pueden efectuarse los ajustes de servomecanismo en reproductores de CDs; veremos el método tradicional recomendado por los fabricantes, y un método alternativo que hemos desarrollado gracias a múltiples mediciones y pruebas en distintas marcas de reproductores de CDs (las cuales han comprobado su efectividad en la enorme mayoría de los casos). Lea cuidadosamente este capítulo, y comprobará que las fallas relacionadas con los servomecanismo de estos aparatos no tienen por qué seguir siendo su “dolor de cabeza”.

Identificación de Ajustes Antes de especificar cómo se llevan a cabo los distintos ajustes de servo-mecanismos, es conveniente que el técnico en electrónica conozca -o repase- todo aquello con lo que se enfrentará durante el servicio a un reproductor de CDs típico. Aunque en el capítulo cinco ya vimos algo sobre las generaciones de estos equipos, hay otros aspectos por mencionar; por ejemplo, actualmente el mercado ofrece tres tipos básicos de ellos: Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking a) Segunda Generación Son aquellos aparatos que aún incluyen alrededor de 4 a 6 potenciómetros, lo cual complica notablemente la ejecución de los ajustes. Estos potenciómetros son: • Polarización de enfoque (Focus Bias o FB) • Ganancia de enfoque (Focus Gain o FG) • Ganancia de seguimiento (Tracking Gain o TG) • Desviación de seguimiento (Tracking Offset o TO) • Balance de seguimiento (E-F Balance o EF BAL) • PLL o VCO Aunque todo indica que este tipo de aparatos ya tendrían que haber desaparecido, se siguen produciendo debido a que resultan ideales para ajustar ciertos factores críticos en reproductores de tipo portátil; así que es común encontrarlos en aparatos tipo DiscMan o radiograbadoras con reproductor de discos compactos. b) Tercera generación La mayoría de los aparatos que se fabrican en la actualidad son de este tipo; sobre todo los modelos de mesa, los reproductores de CDs incluidos en los minicomponentes de audio, etc. Se identifican fácilmente porque en la placa de circuitos sólo encontramos 2 potenciómetros: • Ganancia de enfoque (Focus Gain o FG) • Ganancia de seguimiento (Tracking Gain o TG) Esto reduce mucho el campo de acción, debido a que algunos ajustes se han incorporado al recuperador óptico. c) Cuarta generación Son los de más reciente fabricación, y en ellos apenas encontramos un potenciómetro o incluso ninguno. Entre los aparatos que tienen potenciómetro, el ajuste puede variar de modelo en modelo; pero generalmente se trata del ajuste de ganancia de enfoque. Y como cabe suponer, la labor del técnico en electrónica se reduce considerablemente; no obstante, la mayoría de las veces que estos equipos muestran fallas aparentemente relacionadas con los servomecanismos, la solución se obtiene con alguno de los métodos de rescate del recuperador óptico descritos en el capítulo tres. Por lógica, el procedimiento de ajuste de servomecanismos en reproductores de CDs varía ligeramente de generación en generación. Sin embargo, los métodos que describiremos a continuación sirven para todos ellos. 112


Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking

Ajustes con el Instrumental Recomendado Una vez identificados los ajustes por hacer, es necesario determinar la posición de los potenciómetros de servomecanismo. Si éstos se encuentran fuera de su posición correcta, hay que manipularlos para que el aparato vuelva a operar normalmente; para esta tarea, los fabricantes recomiendan contar con un multímetro digital, un osciloscopio, un frecuencímetro y, por supuesto, el manual de servicio del aparato en cuestión -para localizar fácilmente los puntos de prueba correspondientes a Focus OK (FOK), RF, Focus Error (FE) y Tracking Error (TE), porque con las señales que extraigamos de éstos se podrán realizar de manera correcta los ajustes. Sólo como referencia, basaremos nuestra explicación en una marca y modelo específico de reproductor de CDs; para fines didácticos hemos optado por el equipo de sonido Samsung modelo MAX-630, que posee un reproductor tipo carrusel de 3 discos (figura 7.1). En la figura 7.2 vea un diagrama de la placa de circuito impreso donde encontramos todos los ajustes de la sección de CD, así como la indicación de los puntos de prueba utilizados.

Revisiones a Realizar a) Ajuste de polarización de enfoque (focus bias) 1. Encienda el equipo en modo CD, y déjelo en modo STOP (encendido pero sin disco, o con disco adentro pero sin reproducir). Figura 7.2

Figura 7.1

DISC CHANGE

MINI COMPONENT SYSTEM MAX-630

OPEN/CLOSE

DISC DIRECT PLAY

DISC 1

DISC 2

DISC 3

1

2

3

COMPACT

3

MULTI JOG

MONO/ST

ENTER

DISC

CLEAR

DIGITAL DATA

TUNING

MODEMEMORY TIMER/CLOCK

VOLUME

UP

DOWN

BAND POWER

PROGRAM

TUNER

C D

TAPE

AUX

SBS

SRS PRESET EO

A/ OFF

ON/STANDBY

SLEEP

PHONES

CD

DISC REVERCE FORWARD DOLBY NR TAPE STOP

DUBBING HIGH NORMAL

TAPE REPEAT

R

USER EO

COUNTER RESET DECK 1/2

PUSH EJEC DECK 2 PLAY BACK

PUSH EJEC

DECK 1 PLAY BACK

AUTO REVERSE

AUTO REVERSE

DOLBY B NR

MULTI JOG CONTROL SUPER SENSITIVE TINER SRS (•) 30 SOUND SYSTEM


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Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking 2. CoBaja frecuencia Frecuencia normal Alta frecuencia loque la escala vertical del •••0V •••0V •••0V osciloscopio en 100mV/div de VOLT/DIV : 0.2V VOLT/DIV : 0.2V VOLT/DIV : 0.2V TIME/DIV : 2mS TIME/DIV : 2mS TIME/DIV : 2mS DC; conecte la Figura 7.3 punta de prueba del instrumento a la referencia GND que posee el osciloscopio; fije la posición del nivel GND en la pantalla. 3. Ahora conecte la referencia GND al punto VR de la placa de circuito impreso, y la punta de prueba al punto TP1. En ese instante, es probable que la línea en el osciloscopio sufra algún desplazamiento hacia arriba o hacia abajo; si es así, mueva NVR1701 hasta que la línea regrese a la posición fijada como 0V. b) Ajuste de ganancia de tracking o seguimiento 1. Introduzca un disco y póngalo en modo PLAY. 2. Conecte la punta de prueba del osciloscopio al punto TP2, y la referencia de tierra a VR. 3. Para ajustar NVR1704, tome como punto de apoyo los oscilogramas que se especifican en la figura 7.3. c) Ajuste de ganancia de enfoque en modo PLAY 1. Reproduzca un CD. 2. Conecte la punta de GND al punto VR, y la punta de prueba a TP1. 3. Ajuste con NVR1703, como se muestra en los oscilogramas de la figura 7.4. d) Ajuste de balance E/F en modo PLAY 1. Coloque la escala vertical del osciloscopio en 0.5V/div y la horizonFigura 7.4 tal en 2ms/div. 2. Com- Frecuencia normal Alta frecuencia Baja frecuencia pruebe que la referen•••250mV •••100mV •••100mV cia del va•••0V •••0V lor de 0V •••0V no se ha movido (ajuste con VOLT/DIV : 0.1V VOLT/DIV : 0.1V la perilla de VOLT/DIV : 0.1V TIME/DIV : 2mS

114

TIME/DIV : 2mS

TIME/DIV : 2mS


Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking

Figura 7.5

posición vertical, en caso de ser necesario). Conecte la terminal GND a VR, y la punta de prueba a TP2. 3. Coloque y ponga en PLAY un CD. 0V A 4. Gire NVR1704 en sentido contrario a las manecillas del reloj, hasta que alcance su B valor mínimo. A=B 5. Ahora mueva NVR1702 hasta que la forma de onda en el osciloscopio quede exactamente en el centro de la pantalla (porciones iguales por encima y por debajo del punto de referencia de 0V -figura 7.5). Una vez obtenido esto, vuelva a mover NVR1704 hasta que el sonido reproducido sea perfectamente normal. Con esto habremos concluido el ajuste de los potenciómetros de servo en un reproductor de CDs utilizando el manual y el osciloscopio. A continuación veremos un método muy efectivo para llevar a cabo esta misma labor, pero auxiliándonos tan sólo del multímetro digital.

Ajustes Sin el Instrumental Recomendado Aunque la opción anterior es la que recomiendan los fabricantes, nosotros, luego de múltiples experiencias y pruebas realizadas con distintas marcas y modelos de reproductores de CDs, hemos desarrollado un método alternativo en el que para hacer estos ajustes con un alto grado de precisión tan sólo se necesita un multímetro digital y una pequeña punta de prueba (la cual puede fabricarse fácilmente con elementos de uso común en un taller electrónico, y con piezas adicionales que pueden adquirirse en cualquier tienda de partes electrónicas bien surtida). Antes, sin embargo, hay dos aspectos que deben verificarse: a) Asegúrese de que el rayo láser sea emitido con la potencia adecuada. Para esto puede emplear el dispositivo cuyo armado se explicó en el capítulo anterior. Este punto es fundamental, puesto que un diodo con emisión baja puede causar múltiples problemas que fácilmente pueden confundirse con una falla en servomecanismos; entonces sería inútil mover los potenciómetros correspondientes, porque el origen del problema no es el que pensamos. Una vez que se logre la emisión adecuada, podremos continuar con las siguientes verificaciones. b) Constantemente encontramos errores en la relación “altura del disco de sujeción (clamping)“- “altura del ensamble recuperador“ (figura Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

115

Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking Separación normal entre el disco de 7.6). Esta es una situación críclamping y el OPU tica, tomando en cuenta que si la diferencia de altura entre ambos no es correcta, es muy probable que el servomecanismo de enfoque no sea capaz de compensar las pequeñas variaciones que presente el disco Separación excesiva durante su rotación. Aunque se supone que el disco de sujeción está firmemente adherido al eje del motor de giro de disco, algunas veces puede “hundirse» un poco; esto provoca que el CD gire demasiado cerca del Separación insuficiente OPU, y que el servo de enfoque nunca encuentre la distancia precisa entre la lente de enfoque y la superficie de datos del mismo. En tales circunstancias, el fabricante recomenFigura 7.6 daría reemplazar todo el ensamble de motor de giro de disco -con el disco de clamping incluido; mas la experiencia nos ha enseñado que para ajustar la altura del CD sólo hay que colocar una moneda de 5 pesos sobre el OPU, y hacer que la superficie del disco de clamping quede al mismo nivel de ésta (figura 7.7). Tras conseguir la altura deseada, aplique una gota de pegamento tipo cola plástica para que el dibujo de clamping se mantenga en un mismo lugar durante la operación normal del aparato. (Este ajuste de posición es válido para todos los aparatos que utilicen recuperadores ópticos Sony; pero puede diferir ligeramente Figura 7.7 en OPUs de otras marcas). Si ya verificó que los dos factores que acabamos de señalar cumplen con lo requerido, proceda a manipular los ajustes de servomecanismo en la forma que le iremos diciendo.

1. Ajuste de polarización de enfoque (FB) a) Encienda el aparato y póngalo en modo STOP (puede hacerlo incluso sin disco adentro). b) Coloque la punta negativa del 116


Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking multímetro (que debe estar en modo de voltímetro de DC) en 2V la línea de Vref indicada por el fabricante para los ajustes de servo; coloque la punta positiva en la salida de focus error (figura 7.8). En ese momento, en el Ajustar hasta que el multímetro aparecerá un voltaje valor medido sea lo que puede variar desde valores más cercano a 0V negativos hasta valores positiFB vos. c) Mueva el ajuste hasta obFE VREF tener el valor más cercano posiFigura 7.8 ble a cero. Así nos aseguraremos de que este potenciómetro quede correctamente ajustado. 0.00

2. Ajustes dinámicos de servo a) Introduzca un CD y ordene que sea reproducido (PLAY). b) Para comprobar que el diodo láser emite con la potencia adecuada, mida con el multímetro el voltaje que se obtiene en la salida de la señal RF. En condiciones normales, este valor debe ser de 0,9V u otro muy aproximado (figura 7.9); si se obtiene un valor más bajo, quiere decir que el diodo no está emitiendo con la suficiente potencia; si se obtiene un valor más alto, significa que el led láser es demasiado brillante. c) Ajuste el potenciómetro del OPU, hasta que se obtenga el valor más cercano posible a 0,9V. De esta manera garantizaremos una lectura adecuada. 3. Ajuste de la ganancia de enfoque (FG) a) Coloque nuevamente la punta negativa del multímetro en el punto Vref, y la positiva en focus error. En ese momento aparecerá en la pantalla del multímeFigura 7.9 0.90 tro un valor que puede fluctuar CD 2V (Modo PLAY) entre 0 y aproximadamente 1V. b) Para efectuar el ajuste, mueva el potenciómetro hasta que se lea en pantalla un valor de entre 100 Ajuste el potenciómetro del OPU hasta y 400mV. FE VREF obtener un valor lo más cercano posible a 0 9 VCD


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Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking ajustar FG, use la punta especial propuesta y mueva el c) Ponga a Para preset hasta que el multímetro registre entre 100 y 400 mV. prueba su oído; Utilice el oído para determinar el punto óptico de ajuste 0.100 -0.400 CD trate de locali- (donde el OPU haga el menor ruido) (Modo PLAY) 2V zar el punto en el que, dentro de dicho rango, se escuche el menor nivel de ruido desde el FG OPU (figura 7.10). VREF 4. Ajuste del VCO o PLL Figura 7.10 a) Mueva este potenciómetro, hasta conseguir que el aparato lea por lo menos el TOC. En vista de que un ajuste VCO fuera de lugar impide la sincronía de los relojes internos del reproductor de CDs, podemos asumir con facilidad que lo hemos hecho correctamente siempre que el aparato sea capaz de leer la información contenida en el disco.

5. Ajuste de la ganancia de seguimiento (TG) a) Aplique la punta especial cuyo diagrama se muestra en la figura 7.11. Observe que se trata de dos diodos de germanio comunes de pequeña señal, junto con dos condensadores de baja capacidad (0,022µF). Para modificar la estructura interna de esta punta, a fin de realizar la medición que acaba de señalarse y la que sigue, se le ha añadido un interruptor de dos tiros y dos polos. b) Coloque la punta en la forma que se muestra en la figura 7.12; esto es, el extremo negativo en el punto Vref y el positivo en la salida tracking error. Figura 7.11 Terminal (+) multímetro Punta de prueba VREF

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Terminal (-) multímetro


Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking Para ajustar TG, use la punta especial propuesta y mueva el preset hasta que el multímetro registre 400mVDC +/- 200mV. Nuevamente utilice el oído para determinar el punto óptimo de ajuste (donde el OPU haga el menor ruido).

0.400 2V

-

Punta especial TG VREF

Figura 7.12 c) Disponga el interruptor de modo que la señal tenga que atravesar el condensador C1. Con el multímetro en modo voltímetro de DC, mida el voltaje que ahí se presenta. Si bien hemos comprobado que un aparato normal presenta un voltaje de aproximadamente 400mV, se considera correcta una variación de ± 200mV; esto significa que cualquier valor entre 200 y 600mV se toma como adecuado. En este paso también tendremos que auxiliarnos del oído, para encontrar el punto en el que el ruido proveniente del OPU sea mínimo. 6. Ajuste de EF BAL a) Lleve el interruptor de la punta de prueba especial al otro extremo (en el cual se “brinca” al condensador C1 y se abre la línea del diodo D1). Así la señal de tracking error llegará directamente hasta D2, en tanto que D1 y C1 quedarán desactivados. b) Vuelva a medir el voltaje en el punto de tracking error. Si el reproductor de CDs está trabajando de manera normal, el valor medido deberá ser exactamente la mitad del que se obtenga en el punto anterior; esto quiere decir que si en el punto anterior -TG- se ajustó a un voltaje de 400mV, entonces EF BAL deberá ajustarse a 200mV. Con esto damos por terminadas las explicaciones sobre los ajustes de servomecanismos que podemos hacer con la sola ayuda de un multímetro y una punta de prueba fácil de construir. Como se dará cuenta, el método es realmente ingenioso; y de acuerdo con diversas pruebas realizadas, resulta efectivo en la gran mayoría de casos de servicio a reproductores de CDs. Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact Disc

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Punta de Prueba para Ajuste de Foco y Tracking Y antes de finalizar, queremos dejar tres cosas en claro: 1. No porque usted ya pueda realizar esta tarea sin la ayuda del osciloscopio, se despreocupe de adquirir este instrumento; recuerde que es un elemento indispensable para un sinnúmero de mediciones y pruebas en el taller de servicio. 2. El método que se le recomienda es sólo una solución temporal o emergente, puesto que suponemos que usted tiene en mente comprar dicho aparato de medición. 3. Los resultados serán adecuados SIEMPRE Y CUANDO SE LOCALICE PERFECTAMENTE EL PUNTO DE Vref, ya que si se trata de hacer la medición usando la tierra normal, las mediciones no serán correctas. Por tal razón, se sugiere utilizar el punto Vref indicado por el fabricante, ya que de lo contrario la punta no funcionará; es por ello que es muy importante contar con el manual o por lo menos el diagrama del aparato que se esté reparando. Esperamos entonces que usted se vaya familiarizando con los ajustes de servomecanismo en reproductores de CDs, y que pronto adquiera la habilidad necesaria para reparar eficientemente los aparatos de este tipo que lleguen a su centro de servicio. Mientras tanto, ¡ánimo! son muchas las personas que pronto estarán solicitando sus servicios.

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Apéndice: “El Láser”

El Láser

Apéndice Introducción

El láser es, hoy por hoy, uno de los tantos grandes inventos que el hombre moderno ha puesto a su servicio. Sus aplicaciones son muy variadas, y van desde el empleo del bisturí láser en la microcirugía, hasta su uso en el corte de planchas de acero, en las telecomunicaciones, la holografía, la fusión termonuclear, etc. Entre estas aplicaciones, destaca la que tiene en el mundo del sonido y del video, con los discos compactos de audio digital, los CD-ROMs y el DVD, los cuales se basan en un sistema de lectura de la información por medio de un rayo emitido por un dispositivo láser. "Láser" es una palabra compuesta por las siglas de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que se puede traducir al castellano como “Amplificación de la Luz por Emisión Estimulada de Radiación”. En pocas palabras, el láser es una fuente de radiación o haz lumínico (en forma de rayo o haz) constituido por tres partes fundamentales: un medio activo, un sistema de bombeo y una cavidad resonante. Su principio de operación, tal como su nombre lo indica, reside en un fenómeno de la física llamado "emisión estimulada". La primera proposición teórica de láser, ya en forma definitiva, fue hecha en 1960 cuando se perfeccionó la técnica del láser. Y este invento debe mucho a uno de los científicos prominentes del siglo XX: Albert Einstein, cuyo aporte principal fue justamente el descubrimiento de la emisión estimulada. Es importante dejar bien claro que la luz concentrada que emiten los láseres –que son muy variados- es en forma de rayo, lo cual posibilita que pueda ser dirigida hacia un determinado objetivo, a diferencia de la luz emitida por las llamadas fuentes convencionales, por ejemplo un foco, que se dispersa o difunde en distintas direcciones (figura 1). Figura 1 Antes de explicar con más detalle qué es el láser, hablaremos de algunos antecedentes teóricos. Luz emanada de una fuente convencional

La Luz en la Epoca de las Luces Luz (rayo) emanada de un láser

La Europa que había salido de un largo período que modernamente hemos llamado "Edad Media", descubrió la luz y sus propiedades, y puso sus esperanzas en la reflexión y en la observación como método de acercamiento a la "realidad". En esa época no había las barreras entre disciplinas como las que ahora existen, de tal manera que los artistas, los escritores y los científicos podían compartir sus intereses y pasiones. Lo mismo se interesaban por las matemáticas y los fósiles que por la mecánica y la botánica; por la metalurgia y la estadística. La Europa que des-


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Apéndice: “El Láser” pertaba tenía una gran vocación de saber y de ampliar sus conocimientos sobre la naturaleza. En Holanda, a mediados del siglo XVII uno de estos espíritus provocadores, Christiaan Huygens, se refería a la posibilidad de que existieran más tierras habitadas, y hablaba del enorme salto que implicaría para el pensamiento humano el que pudiésemos vislumbrar aunque fuera por un momento otros mundos y otras civilizaciones, contrastando semejanzas y diferencias. En otro extremo, en Inglaterra, Isaac Newton se ganaba el prestigio de la comunidad científica mundial al descubrir fenómenos tan conocidos (y poco comprendidos) como la gravedad o la ley de la acción y la reacción, trabajo que no le impidió desarrollar un método infalible para la resolución de las ecuaciones de segundo grado que hasta la fecha se sigue utilizando. Era pues la época de los grandes descubrimientos científicos, de los viajes, de los primeros descubrimientos astronómicos serios; fue cuando el hombre por fin pudo reflexionar con mayor lucidez sobre muchos dogmas (el modelo geocéntrico, el poder de los reyes, el papel de la Iglesia) que habían mantenido estáticos a los pueblos por más de 10 siglos. Es por eso que al siglo XVII se le conoce como el de la Ilustración Europea. Precisamente en esos años de grandes avances científicos, Christiaan Huygens e Isaac Newton abordaron independientemente el estudio de un fenómeno cotidiano, pero al cual nadie había podido dar una explicación coherente hasta ese momento: el de la luz.

Los Planteamientos de Huygens Huygens fue uno de los científicos que en su época analizaron los fenómenos ópticos. Por entonces ya se conocían las propiedades de las lentes, con las cuales se fabricaban telescopios y microscopios. Pero a pesar de que los artesanos podían fabricar lentes de muy alta precisión (para los estándares de la época), prácticamente nadie trataba de explicarse por qué los rayos de luz se “torcían” al atravesar estos elementos. Huygens realizó diversos experimentos y observaciones, y llegó a la sorprendente conclusión de que la luz está formada por ondas diminutas que se propagaban en todas direcciones. Esta naturaleza de los rayos lumínicos explicarían su comportamiento al atravesar un prisma (fenómeno descubierto por Newton), y su desviación al atravesar medios de distinta densidad. Tan convincente y acertada fue la teoría de Huygens que permaneció prácticamente sin cambios por más de dos siglos.

Los Planteamientos de Newton Por su parte, y con base en sus observaciones empíricas, Newton descubrió que cuando se tiene una fuente puntual de luz y se interpone un objeto entre ésta y cualquier otra superficie (por ejemplo, el piso o una pared), la sombra del objeto tiene bordes perfectamente definidos y no difuminados, como se podría esperar si los rayos luminosos efectivamente fueran ondas como había propuesto Huygens. Esto le llevó a pensar que la luz no estaba compuesta por ondas, sino por partículas tan pequeñas que no era posible verlas, pero que al chocar con los objetos, rebo-

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Apéndice: “El Láser” tar y llegar hasta nuesEl efecto fotoeléctrico fue interpretado por Einstein en 1905. tros ojos, Cuando la luz cae sobre la placa de metal, ésta expele una Fuente luminosa nos permilluvia de electrones. Este fenómeno no puede explicarse mediante la clásica teoría ondulatoria de la luz. Einstein tían aprededujo que la luz no es una corriente continua de energía, ciar todo sino que está compuesta de partículas individuales o haces de energía que llamó fotones. Cuando un fóton golpea un nuestro electrón la acción resultante es análoga a la del choque de bolas de billar, como se muestra en figura simplificada. campo visual. Por supuesto que una teoría corpuscular de la luz no explicaba fenómenos como la difracción de los rayos lumínicos con las lentes (ni siquiera explicaba el por qué de la descomposición de la luz descubierta por el mismo Newton), así que por muchos años la teoría corpuscular fue abandonada por la comunidad científica, la cual se inclinó favorablemente por la teoría ondulatoria de Huygens. Habrían de pasar más de dos siglos para que se recuperaran los planteamientos teóricos de Newton.

Figura 2

Einstein y el Efecto Fotoeléctrico A principios de este siglo, Albert Einstein, científico alemán más conocido por la teoría de la relatividad, descubrió que cuando un rayo de luz golpea un cuerpo metálico, la conductividad de éste aumenta considerablemente. A este fenómeno se le llamó “efecto fotoeléctrico”, y la explicación que le dio Einstein lo remitió nuevamente a la naturaleza corpuscular de la luz propuesta por Newton dos siglos antes (figura 2). Según el planteamiento de Einstein, la luz estaría compuesta por una gran cantidad de minúsculas partículas a los que llamó “fotones”, los cuales, cuando golpeaban a los átomos de la placa metálica del experimento, liberaban electrones, incrementando así la conductividad del material. Sin embargo, la teoría de Einstein contenía un elemento asombroso: planteaba que la luz efectivamente estaba compuesta por minúsculas partículas, pero que en ciertas condiciones también estaba formada por ondas. En otras palabras, Einstein le daba la razón tanto a Huygens como a Newton. Esto podría parecer un desatino; sin embargo, los más recientes experimentos siguen comprobando una y otra vez que la luz puede comportarse en determinadas condiciones como ondas y en otras como partículas, y esta dualidad onda-partícula hace que los fenómenos ópticos sean tan interesantes (un detalle poco conocido es que el Premio Nobel que se le concedió a Einstein no fue por su teoría de la relatividad, sino por su descubrimiento del efecto fotoeléctrico). Figura 3.

Partículas Elementales de la Materia Seguramente ya hemos despertado su curiosidad sobre los fenómenos luminosos, pero antes de avanzar en el tema, tenemos que revisar algunos conceptos básicos que nos permitirán un mejor entendimiento de las explicaciones posteriores. Comenzaremos con una explicación breve sobre las partículas elementales que componen la materia.


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Apéndice: “El Láser” Figura 3

La doble "personalidad" de la luz

Los experimentos de dos rendijas han puesto de manifiesto la dualidad onda-partícula de la luz y otras formas de radiación electromágnetica. Un fotón aislado incide sobre la pantalla en un cierto lugar, como si fuese una partícula (izquierda) Al aumentar el número de fotones, empieza a aparacer una figura de interferencia (centro). Tal figura exige que cada fotón haya pasado a través de ambas rendijas, como si fuese una onda (derecha).

Todo estudiante de electrónica sabe que la materia, en cualquiera de sus estados (sólido, líquido o gaseoso), se compone en un nivel muy elemental de partículas denominadas átomos. El átomo es, a su vez, un sistema constituido por un núcleo y por electrones que giran en torno a él, de manera parecida a como giran los planetas en el sistema solar (figura 4). El núcleo tiene carga positiva y está formado por dos partículas más elementales, llamadas protón y neutrón. En tanto, los electrones son gránulos de electricidad negativa que, en conjunto, neutralizan la carga del núcleo; si ambas fuerzas se cancelan recíprocamente en su totalidad, se dice que el átomo que las contiene es neutro. Los electrones son considerablemente más livianos que el protón o el neutrón, por lo que pueden desprenderse fácilmente de la fuerza que los une al núcleo, y con ello dar origen a fenómenos de flujos de carga eléctrica, más conocida como electricidad. Cuando un átomo pierde electrones se convierte en ion positivo porque se ha descompensado, predominando una carga de esa clase (positiva); el átomo en cuestión queda así en disposición de atraer las partículas perdidas para mantenerse equilibrado. Por el contrario, cuando gana electrones se convierte en ion negativo y queda en disposición de expeler los electrones sobrantes que le producen una carga de esa clase (negativa). De hecho, podemos decir que todo fenómeno eléctrico puede explicarse en última instancia como el "intento" de un grupo de átomos por conservar un equilibrio eléctrico entre sus protones y sus electrones.

Figura 4

Absorción y Emisión El átomo es un sistema que, además, posee un determinado nivel de energía. Si dicho sistema es sometido a una radiación –es decir, a la acción o golpeo de paquetes o cuantos de energía- se produce entonces un aumento en el estado energético que posee; en este caso, como los electro-

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Atomo

Electrón (carga -)

Núcleo o protón (carga +)


Apéndice: “El Láser” nes son las partículas que poseen menos masa, saltan fácilmente de una órbita cercana al núcleo (de baja veloEmisión cidad) a otra más alejada (de mayor velocidad); en ese A momento podemos decir que el átomo ha pasado a un estado de “excitación”. Y al contrario, cuando los electrones regresan a una órbita más cercana al núcleo es porque el átomo ha ceElectrón Situación inicial dido una cierta cantidad de energía en forma de fotoSituación final (Estado base) nes, con lo que decimos que el átomo nuevamente está en su estado “base”. Para entender mejor esta idea recuAbsorción rramos a la figura 5. B En la parte A de la figura, partimos de una situación inicial en la que tenemos un átomo que posee cierta cantidad de energía; dicho átomo contiene un electrón que gira en una órbita intermedia cualquiera; si el átoFotón mo emite un fotón, se producirá un salto del electrón Situación inicial Situación final (Estado excitado) (Estado base) hacia una órbita más cercana al núcleo. Ello sucede porque el fotón emitido representa una Figura 5 pequeña pérdida de energía del electrón, y esto, a su vez, significa que el núcleo lo puede atraer con más facilidad. (Recuerde que la energía del núcleo atrae el electrón, pero la velocidad de giro de éste le permite cierta posibilidad escapatoria; de ahí entonces que se desarrolle tanto una fuerza centrífuga como una centrípeta al interior del átomo. Esta combinación de fuerzas contrarias es lo que determina la distancia a la que gira el electrón en torno al núcleo.) A este fenómeno se le llama "emisión", y es en principio el responsable del fenómeno de la luz, ya que cada fotón emitido es, de hecho, luz emitida. En la parte B de la figura se presenta una situación inversa, en la que el átomo en lugar de ver disminuida su energía por la emisión de luz (fotón), la ve aumentada por la llegada de un paquete o cuanto de energía. Cuando esto sucede, el fenómeno se conoce con el nombre de absorción, y a él se debe que disminuya la cantidad inicial de luz; en este caso, el átomo en cuestión pasa de su estado base a un estado excitado, en el que ha ganado energía, permitiendo que el electrón se traslade a una órbita más lejana del núcleo.

Fenómenos de emisión y absorción de fotones

Fuentes Convencionales de Luz Con todo lo anterior, podemos deducir fácilmente cómo funcionan las fuentes tradicionales de luz que todos conocemos, y por qué es necesaria una fuente de energía para mantenerlas funcionando. Las fuentes convencionales o clásicas de luz son, sencillamente, una vela, una lámpara incandescente, el sol etc. Producen luz porque los átomos en su interior han sido excitados más allá del límite estable, por lo que de forma espontánea sus electrones están brincando a órbitas de baja energía, liberando durante este proceso suficientes fotones para producir una luz apreciable.


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Apéndice: “El Láser” Por ejemplo, la luz incandescente tiene como fuente energética la corriente eléctrica, que -como ya dijimos- no Fotón es más que una enorme cantidad de electrones fluyendo de un punto a otro. En este flujo, estas partículas chocan contra los electrones del material incandescente del foco, obligándolos a pasar a una órbita superior de alta energía. Como dicho estado no es muy estable, los electrones tarde o temprano caen a su órbita normal, liberando en el proceso un fotón. Ya estando en su órbita normal, existe la posibilidad Fotón de que llegue nuevamente un electrón viajero y choque con él regresándolo a una órbita de alta energía, y el proceso se repite una y otra vez mientras haya flujo eléctrico a través del material del foco. Lo mismo podemos decir de una vela, pero en este caso la fuente de energía externa es la combustión del material. Ahora bien, la luz que emana de estas fuentes se denomina "luz incoherente" porque surge como un conjunto de ondas que se refuerzan o cancelan entre ellas, según su dirección. Ver la figura 6. Se dice que la incoherencia de este tipo de luz es espacial porque se trata de luz emitida al azar por átomos alejados entre sí, y llega a un punto por trayectorias ópticas diferentes. La incoherencia también es temporal porque la luz emitida es de diferentes frecuencias, lo que la hace ser policromática. En suma, la luz que emana de las fuentes convencionales es incoherente espacial y temporalmente; en cambio, la luz que surge del láser –según veremos más adelante- es coherente espacial y temporalmente, lo cual le brinda características cruciales que la diferencian completamente de la luz surgida de fuentes convencionales. En otras palabras: la luz del láser emana en forma de rayo y es de un solo color; la luz del otro tipo de fuentes se propaga en forma de radiaciones en diferentes direcciones y es policromática.

Emisión espontánea

Fotón

Figura 6

Emisión Inducida o Estimulada En este caso tenemos un átomo en estado excitado que es golpeado por un fotón; en consecuencia, el átomo puede emitir dos fotones, con lo que retorna al nivel energético correspondiente al estado base, saltando el electrón no a una órbita superior, sino a una inferior (figura 7). A este fenómeno se le llama "emisión inducida o estimulada", y constituye el principio de operación del láser; fue descubierto por Einstein en 1917. En esencia, como puede deducir el lector, la emisión estimulada consiste en provocar el retorno de un átomo excitado a su estado base, golpeándole con un fotón incidente; ello produce la emisión de dos fotones con las mismas características y dirección de propagación, las cuales son determinadas por el fotón incidente. Según este fenómeno, la luz puede ser amplificada por medio de la emisión estimulada de radiaciones.

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Apéndice: “El Láser” Emisión inducida estimulada Electrón Fotón incidente

Fotones

Estructura Básica del Láser

Consideremos ahora un sistema formado por un conFigura 7 junto de átomos, algunos en su estado base y otros en estado excitado. Si golpeamos a este sistema con un fotón, se verificará en su interior tanto el fenómeno de emisión inducida como el de absorción de fotones. El primero producirá la expulsión de paquetes de energía de algunos átomos, en tanto que el segundo tenderá a hacerlos desaparecer. Es decir, por un lado se amplifica el efecto del fotón incidente, pero por otro tiende a nulificarse; el resultado final dependerá del número de átomos que se encuentran en estado excitado y del número de ellos que se hallen en su estado base. Para que se produzca al final una amplificación del efecto, la cantidad de átomos en estado excitado deber ser mayor al número de ellos en su estado base. Ejemplifiquemos esto con la figura 8. Las líneas horizontales superiores representan al estado excitado de los átomos que componen al sistema atómico en cuestión, y las líneas inferiores representan al estado base. Al golpear a un átomo excitado con un fotón emite, a su vez, dos fotones y decae su nivel de energía a su estado base; posteriormente, estos dos fotones resultantes golpean a otro átomo excitado, produciéndose el mismo fenómeno de amplificación. Estos tres paquetes de energía se proyectan ahora contra un átomo que se encuentra en su estado base, por lo que ahora se emiten solamente dos fotones y el último átomo golpeado absorbe energía, quedando al final en estado excitado. Y así sucesivamente, tendremos un proceso de emisión-absorción de fotones. Para que al final prevalezca el efecto de amplificación propio de la emisión inducida, es necesario que el número de átomos en estado excitado sea constantemente mayor al número de ellos en su estado base, lo cual requiere de un sistema de bombeo que brinde selectivamente a los átomos la energía necesaria. Así pues, el sistema de bombeo es el encargado de proporcionar un elevado flujo de energía (fotones) a un cierto conjunto de átomos –en el que ocurren los procesos de absorción y emisión inducida-, el cual recibe el nombre de "medio activo". Este puede encontrarse en cualquiera de los estado de la materia: sólido, líquido o gaseoso; sin embargo, a pesar de que se ha logrado que persista el efecto amplificador de la emisión inducida, al aplicarse al medio activo un sistema de bombeo, debido a la duración de cada fotón en el citado medio activo es pequeñísima –ya que los fotones Figura 8 viajan a la velocidad de la luz-, el proceso Principio de la amplificación por láser Estado excitado de los átomos de la emisión estiFotón incidente mulada es incapaz de extraer toda la Fotones energía que el sisteEstado base de los átomos ma de bombeo deposita en el medio Dos átomos en estado excitado Atomo en estado (inicialmente)

base (inicialmente)

.............................


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Apéndice: “El Láser” activo. Para resolver este problema debe hacerse uso de un eleEstructura básica del láser activo mento denominado "cavidad resonante", que consiste en un par 12 Medio Sistema de bombeo de espejos paralelos colocados en los extremos del medio activo, 3 Cavidad resonante 2 tal como podemos ver en la figura 9. Cada fotón que se refleja en el espejo rebota y dirige nuevaFotones mente hacia el medio activo, permitiendo así una expansión ma1 yor de la emisión de fotones. Fotones 3 3 Sin embargo, advierta que sólo uno de los espejos refleja todos los fotones incidentes en él y que el otro deja escapar una peFigura 9 queña cantidad de ellos. Este número pequeño de fotones que escapan de uno de los espejos de la cavidad resonante, es lo que viene a constituir el rayo de luz láser. Dicho haz de energía así emitido posee las características de coherencia espacial y temporal; en otras palabras, la luz que emite el láser surge a partir de un cierto punto y es monocromática, a diferencia de la luz incoherente que emiten las fuentes de luz convencionales. Ya sabemos entonces que el láser es una fuente de radiación integrada por un medio activo, un sistema de bombeo y una cavidad resonante; conviene ahora aclarar que la radiación se ubica en la región visible, infrarroja o ultravioleta del espectro electromagnético, aunque ya se habla de un láser que puede operar a las longitudes de onda de los rayos X. Recordemos que, desde el punto de vista de la física moderna, la única diferencia que existe entre la luz visible, los rayos X, infrarrojos y ultravioleta, las ondas de radio, de televisión, etc. estriba en las distintas longitudes de onda de esas radiaciones. El espectro electromagnético comprende una gran variedad de ondas electromagnéticas, que van desde rayos cuya longitud de onda es de una cienbillonésima fracción de centímetro –como los cósmicos-, hasta ondas de radio con longitudes infinitas. El hombre percibe sólo una diminuta fracción de este espectro (figura 10).

Ondas radio siderales

Ondas radio

Televisión

Ondas cortas de radio

Radar

Espect. de chispas

Ondas calóricas

Infrarrojo

Rayos ultravioleta

Rayos X

Rayos gamma

Rayos cósmicos

Desconocido

Figura 10

Región de luz visible para el hombre

Espectro electromagnético

Rayo láser

Longitud en centímetros (expresadas en potencias del número 10)

2 3 4 5 6 7 8 9 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-310-2 10-110 1 10 10 10 10 10 10 10 10

128

Rojo

Naranja

Amarillo

Verde

Azul

400mm

Violeta

Región en que se produce la luz del láser 700mm


Mant y Rep de Rep de CD

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