SRBER
_
ELECTROnlCR
--
.
ARCHIVO
INSTRUMENTOS
a:
ELECTRONICA
.
lO Z :> w
SABER
PRESICION (FORMULA)
,
Se dan fórmulas para cálculo de la clase conforme la precisión, error absoluto, error relativo en "lo.
f--------------------------------------------------------------------. , ", .
ARCHIVO
COMPONENTES CERAMICOS Color
Valor
ElECTRONICA Multiplicador
Tolerancia
1
+10pF-l0pF ±20% 2pF
"-
"'z
0'
negro
:> w
marrón
rojo
O 1
a:
naranja
'"
amarillo
2 3 4
O
verde
5
o,
azul
6 7 B 9
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violeta gris
blanco
SABER
COLORES (TABLA)
Coef.de temperat. O
-30
100
±10%±2%-
1000
-
-150
-
±5% O,5pF
-220 -330
-
-
-
-470 -750
0,01
-O,25pF
30
0,1
±10% I,OpF
500
10
-B
,
,, f-------------------------------------------------------------------- COMPONENTES INFORMATlCA
EPROM 27128
ARCHIVO SABER
ELECTRONICA
EPROM de 131.072 bits (128k) organizada en 16 palabras de
"-
"'z
o,
:> w
a: M O
'"Z
o,
a bits.
Características: Banda de tensión de alimentación (máx.): -0,6 a 7V (Vec) Tensión de alimentación: 5V Banda de tensiones Vpp: -0,6 a 14V Tensión de programa: 12,5V Duración del pulso de programa: 1ms nempo de encendido: 300ns (típ.) Corriente de programa: 30mA (típ.) Corriente de Vcc en la condición activa: 30mA (típ.) Obs.: tiempos de encendidos disponibles en la banda de 150 a 450ns según tipo.
INSTRUMENTOS
F_~ 100 p-
ARCHIVO SABER ELECTRONICA
PAESICION (FORMULA)
.
.G _
, •
F.l00
F,100
8
1= .. ~
a
100
8 .G a-
p-
DO NDE: G .. CLASE DE IN STRUMENTO B .. FONDO DE ESCALA a .. VALOR INDICADO f .. ERROR ABSOLUTO P ... ERROR RELATIVO EN PORCENTAJE CLASES NORMALIZAD AS DE IN STRUMENTOS
0,1 ·0,2 - 0 ,5 - 1,0 · 1,5 - 2,5
,, ,,
---------- --- ---- - --- ---- -- -- --- - ----- - - --p- --- ------- --- -- - --------- ~
COMPONENTES INFORMATlCA ~cc PGM ."
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'1pp Al2
ARCHIVO SABER ELECTRONICA
EPROM 27128
16
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VI
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0 1 Ol e MO
Aa a A13 - ENTRADAS DE D1AECC1ON
E - HAB lllTACION DE L CHIP/AlIMENTACION DESCONECTADA G - HABIU TACJON DE LA SALIDA GNO· TIERRA PG M - PROGRAMA 0 1-08· SALIDAS Voc .. 5V Vpp " 12.5V
,,
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COMPONENTES CERA MICOS
ARCHIVO SABER ELE CTRONICA
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ELECTROniCA EOICION ARG E NTINA
SECCIONES FUAS Fichas 001 editor al lector Secclón del lector
4 80
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ARTICULO DE TAPA Sistema de ala rma domicillm1a
6
.
~.
MONTAJES Control re moto pa ra automovil (Co nc lusión)
Compresor para micrófo no Control por toque para motoros d o C.C.
18 22 26
MICROPROCESADORES Como trabajar con un
~P roceSG d or
29
TECNOLOGIA DE PUNTA Optoclsiadores (C o nc lusión)
41
DIGITALES El Cosseite C'...ornpu cto Dig ital
-
46
- - -- - - - - - - -- ----_._---AUDIO Indicadores ópticos
52
TV El regreso del C ombinado
56
VIDEO D:Scos Compactos (Co nclusión)
64
RADIOARMADOR Diseño do antonas para "¡V
69
CURSOS El Osciloscop:o - Lección 15
72
CLUB SABER ELECTRONICA
78
~ ---------
DELEDrrOR AL LECTOR ·
SRDER
_
ELECTROnlCA EDICIOt¡ ARGfNTltIA . tr 67· EtJElI1) DE 1993
Dlndor E. Veloso
a~udio
Lo MEJOR M ES A MES Bien, Amigos de Saber Eledrónica, comenzamos juntos un nuevo aiIo con mudlas cosas ¡uteresantes paro ustedes. Realmente me siento orgulloso de todos los que trabajan para que Saber Electrónica sea un éxito permanente y también de ustedes por elegirnos mes a mes.
Ojeando el índice de este número se darán cuen ta qr!e es simplemente fenomenal . Por primera vez los lectores maníacos de la electrónica tienen la oportunidad de montar e instalar un completo sistema de alarma desde la central, pasando por el teclado de actiuaóón, sensores infmrrojos, sistema 501l0rO y todo lo necesario para que no se vuelvan locos buscando información adicional muchas veces inalcanzable rara los técnicos. Pero esta no es la única sorpresa, ya está en los kioscos el libro "Circuitos Integrados Digitales, Teorfa,y Práctica " de Egon Strauss editado por Quark. Es una interesante obra, la cuarta de nuesl ro colección, que no puede falta r en su bib(ioteco. Además, estamos prepara ndo muchas so rpresas pam este al10 las cuales serán muy bien recibidas por nuestros lecto res. Pero siguiendo con este número, prestamos especial atención en los montajes publicados; así tiene un excelen/e compresor para micrófonos, controles de velocidad para motores de e.e. activados por UlI simple toque y la segunda parte del cont rol remoto para automotor. Otros artículos interesantes tanto para técnicos como para lwbistas son los referentes a microprocesadores por informar sobre su funcionamiento y la forma de programarlos, el regreso del combinado, por indicarnos las técnicns actuales que combimm TV, cámaras de video, CD, Videocassettera, etc. y todas las demás secciones que completan nuestra edición.
No nos olvidamos de los técnicos unteuistas y por ello presenta mos diseflos sen cillos y muy efectivos de antenas para T\l. En suma, es un jugoso contenido el que presentamos en este número de colca ión ya que buscamos superarnos dia adra ¡mra entregarles a ustedes "lo mejor mes a mes".
Coordinad or Pablo M. DocI<''TO Ariey d l,do Mmdou. VivW>ól N. Brusottl
M~rio;l.. d~
Ad onin l$lr.odOO' A.C.May
Trotd ...:clón Qo.únl"l'OI
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Ma
Fo lo¡rafó;I O""elarl Disl rib .. dóo' C~pU;,j
M~t~o
Cancdlato e HIjo Iiche""rri, 24$ - SQ "C' - Cap. Inl"riOr
DbtribuidOTa II«lran S.A.e. SanI;o.MagdalMaS41 ·Cap. U .... guay ¡lerr!cl y Martínc:t· Paran. 750 · MontevideoR.O ,U. - TE. 92·0723 Y 9Q.5155 Ck¡¡~
Al .. • Carlos Valdovino 251 • 5.tntiago de o,ile 551.ft511 EDITORIALQUARK S.R.L EditorialplUpieloriadc lo!. derechos en (Ui. iI.no d~ lo. public.oci6n m""",.¡ SaM. Elol<:!lónia. EdilorRcsponubl e Bernardo J- S. Rusquelllll D i •.,d o rTécll lco Prof. Flio Soma.'lChinl
Copy ri ght by Editora Saber Ud ..... Br.... ¡¡ D
La Oditori¡J no se ttSf"""''oiüa por 01 rontmlda do: lu tIOW
Prof. Elio So mnschilli
ritmad ... Tod .. los productos o !fWl'U que ... II'""'dOlWl sm • ¡.. efectos d. prr$W un5'fVido oIl«tor, y no ertraJ'i.n ~ .. 'oilidaci d, nuoll. parto. Es. prohibid. t¡ ttpro
tm'.!o '" .... rMK.o. ... comI la ~ tri~~ ,/n aJtI'II.'!rialiuóoín di 101 lpual", o ido.. "'" ']lil«fl\ tri 1M rr-i ......... lro.lOif. ~ peIIdt:lll'ÓftS loo~ sUvo nudi.mI~ ... torWci6n porescrilode l.l F.dimal
ARTICULO DE TAPA
SISTEMA DE ALARMA DOMICILIARIA
Normalmente el lector se encuentra con publicaciones diversas sobre sistemas de alarma que lejos están de contener todos los esquemas eléctricos que lo componen limitándose en algunos casos el ensayo de la central y a veces a la forma de aclivación. En este artículo detallaremos todos los dispositivos necesarios para proteger una vivienda, local o hasta un automóvif, tales como: Central de Alarma, Fuente de alimentación, luces de emergencia, teclado de aClivación, barrera infrarroja, sirena electrónica, secuenciador y hasta un sistema por control remoto, cada uno con la información completa para que pueda proceder a su armado. Por Ing. Horacio D. Vallejo
6
SI S TEMA
DE
A LARMA
D OM I C ILI ARIA
n sistema de alarma domiciliaria abandonar la vivienda por la wna de en" debe poseer como mínlmo una cen- trada/salida fuego de accionada la central tral que reconozca la acUvadón de y de 20 segundOs para desconectarla al los sensores ubicados en posiciones es· nogesar a la vivienda antes de que se actrateglcas y que luego de un proceso ac- done el sistema de alerta. Superados escione a un sistema de alerta. un sistema tos tiempos. al conectarse el sensor. se de puesta en funcionam Iento de la cen- disparara el sistema de alerta. tral, una fuente de allmentadón que per- En la figura 2 se muestra el esquema mita el suministro de corrlenle a lraves completo de la central de alarma que pode La red tléctrtca y que conmute a baterí- see una zona de diSparo por positivo que as cuando ésta sea Interrumpida, los sen- activa el sistema de alerta luego de 30 se· sores y el sistema de alerta Interconecta- gundos de colocar un potencial de 12V en dos de la fonna que sugiere la figura l. dicho terminal. una wna de disparo por La central de alarma debe poseer como negativo que activa el sitema de alerta minimo dos zonas de reconOClmienlo, una luego de 30 segundos de colocar un porona de entrada/salida con aCUvaclón de- tencial de masa en.dj~ho tenuinal y una morada para que una vez accionada la zona de disparo instantáneo que hace central nos dé tiempo para al ejarnos de la funcionar al sistema de alerta inmediata· vivienda sln que se detecte una 'apertura mente cuando en ese contacto se detecta de puerta, por ejemplo, y para que nos un potencial de masa. permita desconectar la central luego de Las compuertas l . 2 Y 3 componen un ablir tma puerta antes de que se dispare sistema monoestable que ¡nhablllla las d sistema de alerta. La otra zona de dis- zonas de disparo demorado du rant e 30 paro Inslantáeo hará accionar el sistema segundos luego de darle alimentación a la de alerta de inmediato luego de deteclarse central. Al aplicar tensión al circuito el por parte de la central el desarme de un capadtor el se carga a traves de Rl dan· sensor. do un -O" inicial en las entradas de la La ctnlral Que proponemos da un tiempo compuerta 1 que dam un - 1- lógico en la de unos 30 segundos Iregulables) para entrada de la compuerta 2 presentando
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DIagrama en bloques de un sistema de alarma.
7
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un -0- lógico a su salida con la cual Cz se cargara a través de R3. Durante el período de carga de C3 en enlIada de la compuerta habrá también un "O" lógico que fijará tUl T a su saklia el que se apUca a una de las enlrdas de la compuerta '4' estableciendo un "O" a su salida sin importar el estado de la otra entrada (de" 4') que es la que trae la información del estado de los sensores. En ese estado no se activara el sistema de alerta. En la medida que se carga C2 a IIaves de R3 la tensión en al entrda de la compuerta '3" crece hasta llegar un momento en que la interpreta como "1" lógiCO cambiando el estado en su salida yendo a -0y permaneciendo en este estado en forma permanente dada la realimentación haela la compuerta 2. De esta manera. cada vez que se aplica alimentación quedan Inhabilitadas las zonas de disparo demoradas por el espacio de 20 segundos ajustables a IIavés de R3
y/oC2. Pasado el período InlclaJ, en una entrada de T habrá un -0- lógico y en la otra la tensión será fijada por los sensores. Mientras los sensores esten en operación en la otra entrada de T habrá un T lógico fijado por R2 y D2 pero al desarmarse un sensor esta tensión cae abruptamente a -0- con 10 cual la salida en T va al estado lógico -1- que se transmite a la entrda de "S- a IIaves del flltro que forman R6 y C3. preCisamente este mtro evita señales espúreas que podrian provocar disparos erráticos. Volviendo al estado que estamos analir.ando. con un -1" en la entrda de la compuerta -S- se dispara el monoestable que forma esta compuerta con la "6" y cuyo fu ncionamiento es similar al analizado con las conpuertas '2' y -3-. Mientras se carga C4 a lraves de R7 la salida de la central no cambia. Este tiempo se [¡jÓ en 20 segundos y esta para permitir la desone.'(!ón de la central antes de que se atUve el sistema sonoro . Pasado este tiempo se activa el monoestable formado por las comuerlas T y "8" la que hará saturar al transistor TI que activará el sistema de alerta. Este Ultimo monoestable permanecerá en estado alto
SISTEMA
DE
ALARMA
DOMICILIARIA
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DISPARO INSTANTANEO
Esquema eleclrico de la central de alarma.
durante un tiempo de 3 minutos aproxlmadamente fijados por R9 y C7. O sea que la detecc!ón de un in1ruso hará funcionar al sistema de alerta durante 3 minutos. pasado este tiempo el sistema vuelve a su estado normal en espera de una nueva interrupción en los sensores. La aJlmentación se efectúa oon 12 volt con lo cual también puede emplearse en la protección de automóviles. Una vez seguro de haber Interpretado el circuito se aconseja colocar primero los circuitos integrados (cuidado con su posición ya que si se equivoca podrá provocar su destrucclon ) sin soldarlos con 10 cual ya tendrá puntos de referencia para colocar el resto de Jos componentes. luego coloque los reslslores (no conecte Rl4 aún) y proceda a soldarlos, posterlonnente haga lo propio con los diodos respetando su
liücos teniendo en ruenta que estos úlUmos tamblen tienen polaridad y si se los Invierte pueden llegar a explotar. Colocados y soldados todos los componenles pasivos. conecte los transistores y el LED y, por último, suelde los circuitos integrados. ahora su .~qu¡ po está en coodlclones de funcionamiento. sólo resta que suelde los cables de conexión en los lugares indicados intentando colocar cables de distintos colores. La sugerencia es la Siguiente: Cable A: {disparo por (-1 color grts. Cable B: (disparo JXlr (+) color naranja. Cable C: (disparo instantáneo) color blanco. Cable D: (negativo alimentación) color
negro. Cable E: (positivo aUrnenlaciónJ color rOJo.
polaridad lrili conecte D6 aunl, -A conUnuacfón coloque los capacltores, prtmero los Cerámtcos y luego los electro-
·Para la conexión del caple 8 se conecta
un terminal de
R!4
a la base del lransls-
8
tor T2 en la plaqueta del circuito Impreso y en el otro terminal que queda libre se conecta dicho cable 8, aislimdolos luego de soldarl~ para evitar choques accldentales. 1.0 mIsmo ocurre con la conexión del cable A, ya que el ánodo de O va en la plaqueta y el cátodo se conecta directamente a dicho cable de color gris. Una vez conectados todos los romponentes sobre la plaqueta e Instalados los cables revIse cuidadosamente el armado tantas veces como sea necesalio hasta eslar seguro de no haber cometido equivocaciones, luego proceda a la prueba del equipo, para ello aplíquele alimentación, deje pasar unos 30 segWldos y conecte a masa unos Instantes el cable blanco, el LEO se deberá encender y permanecerá así durante unos tres minutos. Apague el equipo, espere unos Instantes y vuélvalo a encender, antes de que transcurran 30 segundos conecte a masa el ca-
SISTEM A
D E
AL ARMA
D OM ICILIARIA
Circuito impreso de la central de alarma.
es ¿ecir, la formada por nancos rectos, disponemos de dist!ntcs c:rcuHos. El más simple es el mulUvibrador Inestable, Podemos observar el circuito en la figu ra 5. Los capacitares serán del tipo disco electrolítico de 16 volt de aislaclón o de otro tipo. lo suficlentemenle pc<¡ueños. UJs transistores empleados puede.. ser cuaiquier ~PN de sel\al, aunque no sean del código ¡JXlicado en la lisIa de materialcs. Círcuito impreso da' secuenciador.
N de la plaqueta, luego los emlaetos del relé úselos para activar dicho sistema de aviso. Si utiliza un rele del lipo MONICO 612. el mismo puede conectarse directamente en la plaqueta de circuito im;: : resc. En la fig:lf:l. 3 se da el cfr('ui:o fm p:eso de la centra1 de alama con la d!Spos:cién de los cen:pcr.entes. Junto cen la central de alarma paede emplearse un secuenciador destinado a poner una salida IntermftenlC que activará y desactivará un rele con capacidad de corriente de ccntacto de 6 ampcre suficiente para ccmandar sirenas. equipos sonoros gativo. y hasta una ooc'á1a de automóvil. Si como sistema de aviso desea cc:ocar Para hacer Í1.:nciona: el l'1 lermi:enLe cololli"la sirena, bocina u otro aparaio. CO=:CCque los com¡xmenles sobre la plaqueta te la bobina de un rele de 12 \'011 Y220 con:o ffit:esira la f¡gura 4. ohm de impedancia entre les puntos My Para ::::grar generar ur.a onda cuadrada.
blc gris unos instantes, espere uo mlnu· to, no deberá suceder nada ya que la alarma lemporií'.a su conexión para darle tiempo a retirarse del área protegida. Transl'tllTido el minutrl, vuelva a tocar el cable gris a masa J' el cabo de 20 segun'dos se ence.¡dera el LED b d:cando el disparo de la alarma. Tenga en cuenta q:.Jc esos 20 segundos es el tiempo que Vd. llen para desconectar el equipo al retor· nar al área protegida. La operad6n con el cable naranja es igual que con el cable gris, solamente que el disparo se producirá cuando este cable toque el termina) positivc en lugar del ne-
9
Los trar.sistores 91' y Qz consideni..'1dolos sin la ccmxón de Cz trabaJa.'l cerno ampl!flcadores en clase A. en emisor común, acoplados por medio de el' A! conectar C2.1a sefl.al del colector de Q¡ es realimentada a la base de QI con la misma fase. o sea que se produce una reali.rnentadó:; poslt.:va. haciendo que el circoi:::: osciie. Debido a la fue:te real!menlaei6n positiva. les transistores pasaran rápidamente del corte a la saturación y vice\-ersa, entregando una forma de onda cuadrada. la qe se obtiene a la salida. Armado el secuenciador desconecte RII de la central de alarma, concele!o en la plaquela de! secuenciador. luego con cat:::cs conecte el punto H del secuenciador al lugar vado que dejó R!1 en la base de Q, de la central. e! punto ¡;' del secuenciador coneciclo a C'Ja:~ u:er pur:to de masa de la plaqueta de la a1arma y el punto G
S IS T EMA
DE
AL ARMA
D OM I C ILI AR I A
+12V
R, al KIT de ALARMA
'-.::--../0,
e, Circuito del secuenciador.
del secuendador conecterkl al otro extremo que quedó libre al retirar R¡¡ de la plaqueta de la alarma. Luego reUre de la plaqueta de alarma el LED YRI5 colocando en su lugar el relé. Conecte entre los contactos del. relé el sistema que usará como aviso {en la plaqueta , en el punto común de los contactos del relé tiene 12 volt respecto de masa, por lo tanto basta conectar la sirena entre masa y el contacto nonnal abierto del releJ, Vea la lIgura 6. Ahora, cada vez que se acUve el sistema de a1anna la sirena sonará en forma intermitente. El circuito final del secuenciador con tranSIstores de saUda y relé es, entonces. el de la figura 1.
Conexión de l secuencIador 8 la cen tral.
r',,__':;;12V
a ¡ lugar que dep libre Rn
G
Sis18;-n
Rn
'-
'-."_/Q,
F
,
DeJ KIT de ALARMA
e,
punlo de masa
Circuito fina l qe.! secu!1nciafl~r: T.
,l.
11 0
Como sislema de alerta puede emplearse una sirena modulada en lona como la mostrada en la figura 8. A lraves de PI y SI se pueden conseguir diferentes eledos especiales, pudiendo reproducir los sonidos de las sirenas pollclales, bomberos, ambu1andas, cte. debiendo tener la precaución de no Interferir con dichas enUdades. Si bien se puede conectar un parlante de 5· y 8 ohm de Impedancia, es preferible el uso de bocinas para que el sonido sea más penetrante. El t1rlstor puede ser reemplv.ado por otro para pe.. quel"laS señales. Q¡ en general será un transistor NPN de silicio para usos generajes y Q2 debe ser Wl transistor PNP de silicio del Upo excitador de media potencia. los mejores resultados se oblienen conectando a la salida Wl 2N3055. la alimentación debe hacerse a llaves del relé' de la central de alarma para que el sIstema de aviso se conecte al activarse dicha central.'Como sensor puede emplear switches magnellcos. de vibraCIón o los que usted prefiera que puede conseguir en casas de electrónica o negocios dedicados a comercializar sistemas de seguridad. Tambien puede emplear el sensor In[r
SISTEMA
DE
ALARMA
DOMICILIARIA
r---------r-c---------~----------------------r_--------._-",
+12V
""" H><
2AC44
2A3702
Sirena propuesta para n"estro sistema de seguridad.
tar el sistema que eslamos presentando. La conexión (activadón) de la central de
alarma la puede realizar con la llave de + 12V
•
1'"
"" .
código publicada en Saber N~ 15 que utiliza tecnología dlgilal y está dolado de lUl temporizador y de una cerradura eleclro-
~" ~LED
magnética para mayor seguridad y mejor desempeño. Al igual que el resto de los circuitos presentados se alimenta con 12 vole el esquema eléctrico se representa en la figura 11 y para mayores detalles de operación, funcionamiento y puesta a
EMISOR
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Te, Te.
punto puede recurrir al articulo que la contiene, donde se entrega además. el conexionado del circuito impreso con la ubi-
".
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cación de los componentes. De esta manera hemos presentado todos los dispositivos básicos necesarios para montar un sistema de seguridad de óptimas cualidades, llévelos a la práctica y podrá comprobar los resultados. O
Circuito transmisor infrarrojo de la barrera propuesta.
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FOTOTRANSlSTOR
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Circuito del receptor de la barrera Infrarroja.
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ALARMA
DOMICILIARIA
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SIST E MA
DE
LISTA
ALARMA
DOMICILIAI~IA
LA CENTRAl DE ALARMA es:;; 1q.lF xm~ capad/or electro/i/feo e6:;; 1()(}¡lF x 16V, capacltor electro/r/leo C7:;; 1{J(}¡:.F x m~ capacitar electro/ltleo CS:;;.1 x SOl', capacitar cerámico ' C9:;; .05 x SOY, capacltor cerámico T1 :;; BC548 o similar T2:;; BC54B o similar
I;i .~:'~~~~ SOv,x capacitor cerámico capaclter 1(}¡1F 16V,
D1:;; 1N4148 D2:;; 1N4148 03:;; 1N414B D4:;; 1N4148 D5:;; 1N4148 D6=1N4148 " 07:;; lener de 7,SV Ó B,2V x 1I2Watt '(" D8=LED5mm
e/cetro/ílico
1x SOy, capacitor cerámico 1(}¡lF x 16V, capacitar electrolítico
... en:;;
CD4001 C12 CD40!)1 Todos los resis/ores son de 1!8watl.
LISTA DE COMPONENTES DEL SECUENCIADOR BC54B
R3
BC548 100ló.l
Cl
lkll
C2
R'
13
l00kll 1M>
11\>F 11\>F
MONTAJES
CONTROLREMOTO PARA AUTOMOTOR Conclusión En la primera parte de este proyecto dimos al lector las instrucciones para montar el transmisor del sistema. En esta edición tenemos la segunda parte del articulo en que describimos el montaje del sensible receptor superhetero dino, cuyo proyecto puede ser aprovechado incluso con otros fines. Por Pedro T. Hara l circuito receptor de este sistema de alarma es dd tipo superhe!emIino con
frecuencia del transmlsor tengamos la frecuencia inlermedia de 455k1tt. derodiflcadores de tono de audio por La. señal de fl (frecuencia intermedia) se o~ medio de detector de fase que lo vuclve seJec. tiene a partir de f1 Yse apUca en Q2 que hatt.'O. smsilie y bastante a¡:toplado para la fi· ce su ¡limera amp.¡lkac!6n para la posterior nalIdad propuesta en este articulo. aplicación en un miro cerámico. El ciroJlto emplea tanto transistores comu- El miro garantiza una buena selectMdad panes como transistores de efecto de campo y ra el drcuilo, lo que (S Importante para este drCuitas IntegraOOi. ti¡xJ de ap!i:aCión. Son ~ JXlOOS ajustes para su pueita la sefIaI obtenida del IDtro redbe una amplien funcIooamiento y la allmenlaclón se pue- ficación adicional por Q3 para entonces ser de hacer directamente a partir de la balerla detectada ¡xI" 02. de 12V de un auto o si el lector prefiere. de Después de D2 ya tenemos la señal de audio fuente o pilas. mcx:Iuladora del transmls6r que es ampliflcaEl relé utili1ado pennlte el aoc1onamlenlo de da por Q4 y Q5. adquiriendo así intensidad cargps hasta 5 ampere. b que signillca la po- sufX.1enle para poder ~Iar el miro PlL que sibllidad de controlar directamente una boci- tiene por "!me un integrado 4046. na. El ajuste de la frecuencLa de este fiUro PlL se Todos los componentes empleados en este hace en Pl. Obtenemos en la salida del FU sector del proyecto son relativamente fácUes una señal que es recUficada ¡x¡r D3 y liItrada de m::onlrar debiendo el lector S
E
del circuito oonversoc la alimentadón se hace JXlr medio de fuente estalillzada con base en 01. La antena del sistema puede ser la misma
del autostereo, a¡:¡-ovechándose entonces el conector a este aparato para la conexión de este receptor adicional conforme sugiere el esquema.
Montaje En la figura 2 tenemos la disposICión de loo
ccmpmentes en una placa ck circuito impreso. Recomendamos la utilizadón de placa de fibra de ~o para mayor estabilidad de funcionamiento del aparato que, por la operaCión en frecuendas algo elevadas tiene sus plUltos aitioos. Esto también significa que ellay·out de la placa debe ser seguido rigurosamenLe para que .se evilen lneslabllidades. Los resistores p.1eden ser de 1/8 ó 1/4W y los capacltores menores en el sector de all.a freruencia deben ser a::ramlcos delliJXl dls· co. Los electrolitkos SOCl para 16 ó 25 voll y los transistores admiten equivalentes. Para Jos BC548, por ejemplo, podemoo usar ron., OjuNalentes los BC547. YP"'" d BC337 podemos usar el BD135. Para el BF494 tene""" BF495yp"'" d BF245 d MPFI02. La boI:ina de f1 puede ser amarilla o litnca
18 . .. ~ ¡
CONTROL
REMOTO
P ARA
AUTOMOVIL
Diagrama completo del receptor. jlU'a 455ki-Iz de 1 (lit para radios AM comunes. El filtro cerámico puooc ser de cualquier tlpo, como por ejemplo el Mumta. Siempre que su frecuenda sea de 455kHz. Ll está fotlllada por 4 espiras de alambre de O,5mm. de espesor sobre una horma de 6mm. de dialnelro con núcleo de [enite ajustal*. 12 está formada por 7 espiras del mismo alambresobre Ll. L3 está formada por 7 espiras del mismo alambre de las bobinas antertores sobre una herma de 6 nun. de diámetro con nilcloo de Cerrile ajustable. IA está (ormada por 3 espiras del mismo alambre sobre L3. Loo drcu1los Integrados detm ser montados en z6caJos DIL para mayoc fadlidad de mantenimiento y para evitar el calor en el proceso desoldado.
El relé también admite equivalentes inclusive los MC2RC2 y G1RC2 de 12V que poseen
re5Ix:ctivamente contactos de 2 Y6 ampere. Despues de montado, el circullo deberá ser alojado en caja de metal l¡:m ejemplo aluminio) que sirve de blindaje. evitándose así tnestabilicL3.des de funcion amiento. El prototipo fue instalado en automóviles y con el motor desconectado no hu'oo problema alguno C'OIlSl.atado de interferencias o estátiCa.
Ajustes y Uso Para el ajuste perfecto. un oscUoscoplo. un generador de RF y un frecuencimetro serian los Instrumentos ideales. Sin emoorgo. no todos tienen acceso a estos instrumentos. de mooo que descIibiJrloo un proceso más sendDo de calibradón que tiene )Xlr base un amplificador de audio y un multimciro. El procedlmienlo para el ajuste es el siguien-
te:
. Coloque los lrimmers en }' CT2 en la mitad de su capaddad usando para esle 6n el
19 SAER ,lKT10\ C,\, N' 67
lomillo de ajuste. - Conecte el lransmisor de conlrol remoto, colocardJ un )umpet' en la ¡me Sl de roodo de mantenerlo activado. Aproxime el transmisor al receptor hasta una distancia de aproximadamente 5Ocrn. - Coloque el multimelro en la banda de tensiones c.a. (volls ACl más baja y conéctelo entre el ~ de gs yel negatim de la al/menladÓll del circuito, usando un capadlor de IOnFen seIie IOgura 31. . Ajuste el nudeo 1.3 y lA SU3\'ell1CJ1te hasta sintonll.ar la señal de audio dellransmisor. \ La {l'esenda de la señal será acusada p:c la deflexfón de la aguja del multimetro. Si no hubiera una deDex!6n buena de la aguja, intercale enlre el mullimetro Yel punto indicado de prueba un amplificadoc. En la salida de este amplificador, en el lugar del mullímelro podemos dejar el parlante. en cuyo caso al SintOrMIf la señal oiremos eltano de audio del transmisor.
C O NTR O L
R E MOT O
P AR A
A UTO M O VIL
Placa de circuito impre so.
. Ajuste después los r.1.icleos de ias bobInas Será inieresante repetir a1gu:Jas \'CttS ~odos LI YL2 t'.asta obtener d máximo de señal. los a~ ustes. pues son inierrlependlcn:cs. I'.as- Rehaga Ja.; aJustcs anterIores, ajustandn ta obtener la m~or sensibmdad para el C:r· ahora d Irimmcr CI2 para un ajuste fino del ruilo. o;dIa
20
. Co:oque el recep:or coneciado y ya aj:JSiado en la frecuencia del :ransmisar. a una distancia dc 5OccntirnclrOS. - Saque el JUm¡rr de la nave SI del. transmi-
....
- Ajuste el lJimpot PI para 3/4 de su curso hacia la derecha. Cuando SI es presionado
• I
CONTROL
REMOTO
P A r'1 A
AUTOM O VIL
lor icntalr.cnte ".asta leer una tensión del orden de 7 a 8mlt.
Suelte la Cave SI y la tcnsiOO. debe caer a 1 vol! apraxirnadamente. ~o obteniendo este resullaoo, ajuste nUe\'3mentc PI. - En la condición en que la tensión elevada se obtiene en el ¡:Xn 10 tenemos el accionamiento del rele. Este ajuste debe ser rehecho "a~.as veces hasta que te.:¡gamoo la certeza del buen desempeño del apa.
'"
dad es Interesante conectar en el relé una carga II otro dis¡X)SIU\'O de a\iso. Comprobado el funcionamiento sólo resta hacer la insta.!aCiOO dcflnitiva del. aparato.
m
-
-II I--'--ti
Consideraciones Finales Con 111 multlnwtro en C.A. (I/olt AC) en el rango mas bajo, conectelo entre el colector de 05 y tierra, usando un capacitor de 10nF en serie.
debemos oir un tooo agudo en el reccph,'r, si el mismo está conectado al amplificador. Hecho esto. pasan:m al ajuste dellono en el
nada.
""""OC [drcuJ10 PUl. • Mantenga la llave SI dcI la.l1slIiso!' preslo-
de el-l (4046) y la negra en el nq¡ativo de la allmcntaciOO. Ajuste e1 1rim¡xlt PI del recep-
Elegimos para el proyecto un cristal de 38,900MHz pero cn las casas cs¡xrll.lizadas se pueden encontrar muc.."1os crtsta1es de fre-
-Conecte el voltímetro en la banda de tensio- cueci.as próximas quc pueden usarse en este nes continuas ero la punta
~a
en el pin 10
proyecto. SIse Ilsan frecuencias muy diferentes de ésta, sin cmoo.rgo (lo que es posible) • las bOOinas dc1x:n ser al:e=adas. O
LISTA DE MATERIALES $Cmlconductores; 01· BF245· FET de juntura 02, 03, 04, 05, Q7· BC548B· transistor NPN de uso general Q6. BF494 • transistor NPN de RF (1j. 8C337· transistor NPN de potencia m~dlana CJ.1 ·4045· circuito integrado CMOS (PLL) CJ.2· 4013· circuito integrado C!.fOS (lIIpflop) D1· 5V2 • diodo zenercic 1W D2 · OASO ó equivalente· diodo de germanio D3, D4· 1N4J48 · diodos de uso genera/fU siflcío Reslstorcs (lI8W x 5%): Rl- 2,2lli R14 - 10,Q
R~
RVS · ISkíl R4, RB, R12 · lkíl R5, R9, RtO· 4701ál R7 ·Q2k{) RH, R15, R20· 47kil R13, R16· 470Q R17 -27kíl R I~ R22 · 1m RI9·27/Xl R21·2701ál R23 · 5.6kíl
R24- 1,8m R25· 1,Bkfl Capacltores: " Cl . 1~F x 25V • electrolftico C2, C21, C25 · lOnF· disco cer~mlco C3· 270pF • disco cenlmico C4, C5· SópF· disco cerámlco CS· 1nF· disco cerámico C7· 33pf· disco cerámico C8· 4,7pF • disco cerámico C9· IOpF· disco cerámico C10· 47pF · disco cemmico C11, C15, C24, C27· 1(}(}nF· disco cernmlCXl C12, C17, C20 · 3,3nF· disco cer~mlco GI3, C22· 22O¡lF x 25V· electrolltlcos C14, C16, C18, C23·3JnF· disco cerámico C1 9· 47flF x 25V· electrolítico C25· 33nF· disco cerámico CTI, CT2 -2-12pF· trlmmer según lay-out Varios: placa de circuito impreso, filtro cemmlco para 455kHz, zócalos para los circuitos integrados, relé RP4200f2 (12V/5A) Schrack, conector para la antena ~ aUla, llave ccllect1Jldesco- . nec/8, caja para montaje, cables, soldadura, etc.
21 SA o.o~
' l,ellO' CA '" 07
MONTAJES
COMPRESOR PARA MICROFONO Obtenga mayor rendimiento para su transmisor de radioaficionado (PX o PY) manteniendo constante el nivel de modulación, cualquiera sea el nivel de su voz. Con el compresor descripto tenemos una ganancia variable para el micrófono, llevando la modutación cercana a 100% independientemente de la intensidad de ta señat de entrada.
i. Por Newton C. Braga
N
o basta tener buena polenda en la salida de un transmisor para tener un buen rendimiento en una transmisión. De nada sirve que su portadora llegue con toda la intensidad en la estación distante. 51 su modulación estuvtera "débil' al punto de dificultar la comprensión de su mensaje. Como la modulación depende de la potencia de los circuitos de audiO y ésta varia con el nivel de su voz no es muy fácil mantener el habla de forma constante tal que siempre tengamos el rendimiento máxlmo en una transmiSión.
ExIsten sin embargo circuitos que pueden hacer esto con cierta facilldad . Son los compresores de micrófono. también llamados 'mikes de gananCia" que consisten en preamplificadores con una curva de ganancia logarítmica. E:stos circuitos tienen una ganancia de amplificación muy alta cuando el nivel de señal en la enlrada es bajo, y una ganancia pequeña cuando el nivel de señal es alto. De esta forma, si la fuente de señal fuera un micrófono. tendremos en la salida un nivel de señal para modulación constante in-
, .
¡- "--¿...... . .
-"
=> .... ...............
_.
cluso cuando hablamos alto o bajo. En este-circuito tenemos una señal de 300mVen la salida aUn cuando la señal proporcionada por el micrófono varie entre 2 y lOOmV. como muestra la figura 1. De esta forma, una vez ajustado el ni~l de modulación para 100% con 300rnv de salida. no necesItaremos preocupamos por hablar siempre con el mismo volumen de voz para obtener el máximo de nuestro equipo.
El circuito es alimentado con 12V de fuente ~Imple, lo que quiere decir que el mismo podrá fáCIlmente ser Incorporado a su sistema móVil o aUmentado por la mis· ma fuente de un sistema fijo, o tambien una fuente con buen fUtrado y regulación, separada.
Características • Tenstón de allmenlaeión: 12Vcc • Om1enle consumida: lOmA ltip) • Impedancia de entrada: l OOk • Impedanda de salida: 600 ohm
• Banda de señales de entrada: 2mV a lOOmV • Señal de saMa: 3()()mV • Distorsión máxima: 0.2%.
:> . .. . . .. ..
DlJIIAD'"
__ .. f i
señ;' en una:
La salida mantiene constan'e la amplilud de/i banda amplia de valores de entrada.
22
Cómo Funciona La base del proyecto es un doble am-
COMPRESOR
PARA
MICROFONO
l~ l
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•• •
"''"
o~
Diagrama completo del compresor.
pliflcador operacional integrado del tipo MC1458. Cada uno de los amplHlcadores de este Integrado tiene las mismas carae· teristicas del 741. De este modo, nada implde que a falta del integrado ongina! se modifique la disposición de los componentes sobre la placa para usar dos 741 en lugarde1 MC1458. En cada uno de los amplillcad::res la ' red de realimentación determina la ganaocia y la banda de frecuencias de operación. De esta !orma R4 y R5 determinan la ganancia, y C3 y C4 determinan la barxla de frecuencia pasante. Si el lector desea un sonido más grave para su circuito bastará aumentar los ,,
La entrada se hace por medio de un potenciómetro que opera como divisor de tensión conircla.'1do la senslbilldad del drculto. en función del tipo de micrófono usado. La ganancia logaritmica está dada por la red formada por los resistores R7, RB, R9 YRIl, los diodos DI y D2 Ylos capacitares C7 y CS,
Montaje en placa de circuito impreso.
Esta red opera con un atenuador au· tomático quc corta las senales más inlensas, mantepJendo siempre el nivel de su salida en la banda deseada para el ampllHcador siguiente, sin distorsionarlo. Tenemos enionces en la entrada del segundo amplificador una señal de ampiitud constante que recibe entonces nueva amplificación para ser entregada eTIIa salida de baja impedancia. Incluso con una Impedancia de salida de 600 ohm , este circuito puede fáeiimente excitar entradas de transmisores de impedancias mayores, ya que esta especificación IndlC'd C'Jánto de palencia se dis· pone para el ctrcuito siguiente. Asi, cual-
23
quier transmisor cuya entrada de micrófono tenga la impedancia mayor que 600 ohm y que sea excitado con 300mV puede funcionar con estc circuito.
Montaje 2n la figura 2 tenemos el diagrama completo de nuestro compresor. Los componentes pueden ser todos instalados m una pequeña placa de circuito impreso según muestra la figura 3. Para el integrado sugerimos la utilización de un zócalo DIL de 8 pins que facilitará el recamb:o del comlxmente en caso de necesidad.
·, COMPRE SO R
PARA
MI CROFO NO
Los resistores son de 1/8 Ó 1!4W con tolerandas de 5 a 20% y para entrada y salida de la señal debemos usar cable blindado de modo de evitar la captación de zumbidos. El enchufe de entrada debe estar de acuerdo con el enchufe de mlcró' fono disponible. Para la salida podemos usar un enchufe común con un cable con dos enchufes de conexión al bansmisor o bien. simplemente, con un cable bUndado con un enchufe de acuerdo con la entrada del micrófono del lransmlsor. Es Interesante montar el aparato en caja de metal, ya que conectando a ella el negat ivo de la alimentaCión, tendremos un mejor blindaje para el circuito con menor probabilidad de captadón de rumbidos. Para la conexlón a la fuente debemos usar cables de colores diferentes.
.
,~
••
Modo de conectar sI transmisor.
Prueba y Uso Visualización del % de modulación en un osciloscopio.
Los capadtores electrolitlcos deben tener una tensión de trabajo de por lo me· rlOS 12 . Los demás capacitares pueden ser tanto cerámicos como de poliéster, se·
glm el valor. Los diodos DI y D2 deben ser obligatoriamente de germanio. y el potenciómetro PI puede incorpomr la llave que conecta y desconeda el aparato.
L/STA DE MATERIALES ~
eJ.1· MC1458 -cJiculto Integ¡ado· cfo.. ble operacional
';: Dl y D2· 1N34· diodos de germanIo o
i~
equIvalente .
p,. UJOk. potencíómetro (con llave)
';,- SI -lnterruplOl sfmpfe (conjugado a 1 1
I
PI)
.,:,CI, Cl,CS y C!J. 2,l)¡F x 12V· capa¡;it{~: tores electrolftlcos , I'!~ C2. 22¡tF x 12V,¡ capacltor electrolítico C3 yC4· fOpF · capacitar cerámico es y C6· 470nF (474 6 0,47)· capacllO!
«00, verde, naranja)
, #,
.
R4 YR5 - 1M x 1/8W · tes/slores (ma·
rron, negro, verde) R7 - 470k x 118W - resistor (amarillo, violeta, amariJIo) R8 - 15k x 1/8W - resistor (marrÓll, verde, naranja) R9· 11c2 x 1/8W - reslslO/ (marrón, rojo, rojO)
R10 - 100 ohm x 1J8W - reslstor (ma-
rrón, negro, marrón) J1 y J2 - enchufes de entrada y salida
·'' 'res de po"éster o cerámicos CID· 100nF · capacitor cerámico (104
.. 60,1) . 'ir, ,Rl y R6 - 10k ~ riBw - resls/ores (ma:.i,i"rrÓn, negro, naranja) . l·1~;'R2 yR3.'~.k x !(8W- reslstores (ma-
,,,,,,
Varios: placa de circuito Impreso, zócalo para el circuito Inlegrado, caja para montaje, cables bllndados,botón para el potenciómetro, cables, es/ario, etcétera.
.
24
Para probar el aparato podemos concetarlo en la entrada de un transmisor o incluso de Wl amplillcador de audio romimo En verdad. la utill7.adón de este cfr· cuita con amplificadores comunes consiste en un recurso muy dicaz para escuchar conversaciones. La mejor ganancia ron un nivel menor de conversa· clón permite cubrtr áreas mayores de lo Que seria pOSible con un amplificador romün. En la figura 4 mostramos el modo de Instalar el aparato con un lransm!.sor. Ajustamos PI de modo de obtener la mejor modulación con cualquier nivel de voz. El uso de un oSdloscoplo permite evaluar la modulación con mayor eflCienda. como muestra la figura 5. Para esto podemos Inyectar en la entrada del circuito una señal de 1kHz Inicialmente con 2mVy despues con lOOmY. En la salida del circuito es necesario tener señales con la misma amplitud para las dos intensidades de señales de enlIa- . da. Comprobado el funcionamiento sólo resta usar el aparato. no teniendo que preocuparse más por hablar más cerca del micrófono para obtener siempre la misma moduladón máxima O
MONTAJES
CONTROL POR TOQUE PARA MOTORES ce El circuito que describimos permite el control de velocidad de molores de corriente continua, a partir del simple loque de los dedos en sensores o bien por medio de un joystick de juegos electrónicos. El control actúa en el sentido de producir la aceleración o desaceleración constante del motor. según la posición del joystick o del sensor tocado. Los motores controlados pueden tener corrientes de hasta lA, lo que significa que el proyecto es ideal para aplicaciones en robótica experimental. En el proyecto incluimos una fuente de corrienfe continua, pero el sistema funcionará también a partir de pilas o baterías. Por Newlon C. Braga
R
ewlir un control de \l'!locldad para
motores con un sistema remoto de actuación por llave o toque es algo de gran \ntcres para los proyectos de robótica. En el caso de un joystick, por ejem¡io. podemos usarto en un sistema de . brazo o grúa experimental, ocunlendo lo CORRIENTE mlsmo en relación al sistema de toque. W.lClMo/I Tambien con relación al joystick. pode mos aprovechar sus cualro llaves internas para el conlrol de dos motores de modo si• multáneo. acelerándolos o desacelerandolos según las necesidades. Con la palanca hada adelante tenemos la aceleración del mas hasta la poSibilidad de controlar. en motor número l, y hacia atrás su deten- una grua elemental, la fuerza de atmcclón, ción o desaceleración. Con la palanca ha- dosificando Ia.cantidad de chapas de metal c¡a la derecha tenemos la aceleración del que la misma es' 'capaz de elevar o soltar motor número 2. y hacia la izquierda su (figura 1). desaceleración o detención, Fl control se caracteriza por su lineali- El circuito dad, variando entre O y 100% la tensión apUcada al motor y. en ccnsecuencla, su El corazón del circuito es un amplificapotencia. dor operacional, con un transistor de efecEstá claro que el mismo circuIto tam- to de campo en la entrad¡¡ del tipo CA3140, bién puede ser usado para el control de que opera como un seguidor de tensIón, o otras cargas de coniente continua tales 00- sea. una disposidón amplificadora que se roo pequeñas lamparas. calentadores. sole- caracterjy~ por una ganancia unitaria de noides. electroimanes. elc. tensión, más una impedanria elevadisima En un electroimán. por ejemplo. lene- de entrada, del orden de trillones de ohm. peqUeflOS
26
Esa Impedancia de entrada es \.al} alta que podemos conectar al operacional un capaCitar cargado que el mantendrá su carga por un largo intervalo, sin ninguna variación percepllble. Fue justamen te apro\'echando esa pos!bUldad que elaboramos nuestro control por toque. En la entrada del operadonal conecta· mas un capacltor de 1 a 4,7j.i.F de poliesler, de buena calidad que no presenta fugas perceptibles, La carga y descarga de este capacltor puede hacerse a través de dos re· sistores de IM5 conectados a un par de contactos por loque o bien al joystick. Cuando se activa el sensor Xl , o bk:n la \lave Xl del joystick es accionada. el capacitar se carga lentamente a traves de Rl de modo que la tensión en la entrada del ope· racional sube gradualmente. Esa tenSión es amplificada y aparece en la salida del operacional Ipln 61. siendo aplicada a la base de un transistar BC548 y después a la base de un transistor de mayor potencia [Q l) capaz de controlar la
carga. Dependiendo del tiempo en que locamos en XI o manamos la llave del joystick. la tensión sube entre Oy 100% de la tensión de alimentación [que puede ser de
e ONTI~ OL
POR
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8 05 48
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u, o
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, CI.2 CA31.0
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1 .O~F
O
.
t. EO
"
~r.:4 C02
470fi 11 )(2 )
4, l 1'f
La fuente de alimentación estabilb.ada de lA puede ser de 6V (78CXl) Ó 12V (7812), segtm el tipo de molOr controlado.
Montaje En la figura 2 da:nos el di
Tanto el Lrans!slor g l como el !J:legrado de la fuentE el-} delx:n ser do~dcs de un dls:¡:OOor de calor, prtnclpalme:lte si la operación se hace con molares de ccrrienles elew.das. El transformador debe tener bobinado prlrr.ar!o de 11 0/?2JJV, o de ae.:crdo COl! la tcns!6n de la red :ccal. y ~ccunéario cc 6+6 Ó 12+12V, según la tensién cel mo:oc. La corriente ta.'11b!cn debe ser de acuerde con el motor, y Sil limite esta alrededor de lA.
6 6 12V). Esto quiere cll'(;lr que podemos fadldad. por el Eempo de aedcnarr.iento, la tcnS:ÓIl en la ca-ga. Sacando el dedo del sensor, o desroncctando el joystick, el capacilor mantiene por largo Uempo la tensión en la entrada del operacional y, con esto, la velocidad del molor conlrolado. dos~car coa
Para alterar la \'c!oc:dad del moler. re-
duclCndola. txamos en X2 o flcdonamos X? del joystick. En estas ccndiricnes. el
El elcdrclillco el debe tener una tens!ón de trabajo de 25V y los demás, tensiones de por le rr.enos 6V, de acuerdo con la sa:ida dcseada para el metor. R5 es ti u,'lico componente C'.:yo valor depende de la tensión de salida. Para f5V use 1m rcsistor de 470 ohm y para 12V un reSlstor de lk2.
Les demás reslstores ~I de l/W r.:::n se desra-ga len tamel1 l ~ a. tra\-ts 5 Ó 10% de tolerancia. U:l ~Ul;)(men:c que de R2, le Q~:e permite doslnc|
27 SA l , R :LEeT1 C\ 'CA \' ~ 1
•o., o
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CONTR OL
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T O QUE
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M OTOR E S
DE
C . C.
CONEXIOH Del. JO'I'8T1CK
MOTOR
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•
•
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acdón del joystick. Para los diodos recUficadores podemos usar equivalentes romo los lN4004 Ó incluso BY127. En la figura 4 dronas el modo de hacer la conexión del sistema a un joystick convenclonalldel tipo usado en MSX o Ataril.
•
, . -- - - --1 . •
Prueba y uso
,
CONTR.Ol
! - ! -- - \MOTOlIl
t--- .
(MOTOR)
Basta conectar un motor de corriente continua de 6 Ó 12V (de acuerdo con la &'1-
+------ . ......
lIda dese
cIdad del molor debe aumen tar o disminuir, según el sensor tocado. Lo mismo debe ocurrir con el joystick. ya que en este caso el movimiento de la p<11anca hacia adelante acelera el motor y hacia atrás reduce su velocidad.
Dejando de tocar los sensores, o con la palanca en posición central. la velocidad ajustada por el sistema para el molor se debe mantener. Si esto no OCUlTe cambie el capacitor C3, que puede estar con problc· ma~ de fu~as. Comprobado el funcion a· mienlo del sistema sólo resta hacer su instalación definitiva. En la figura 5 tenemOS la sugerencia de montaje de ulla gr úa elec lrollla~lléUca controlada por dos circuitos iguales a1 des· cripta. J..a palanca hacia adel<:1nte hace subir el sistema, con aumento de la velocidad, y hacia atras la reduce. La llave invierte la rotación del motor, proporCiOllando el des· censo con los mismos contIOles. La misma palanca hacia un lado aumenta la fum.a
del imán y hacia el otro ¡,('(luce hast<1 rero Sil [uen-:a. El illl,in puede ser elahorado t n· rol1¡m(\o de 2CXXJ a 5000 vueltas lit almn· bre csmall"do 30 ó 32AWG 10.2546 mm ó
0,2019 mm de difunetro) en un tornillo de 2,5 x O,Sem. Dos amndcl
LISTA DE MATERIALES
CI·1 • 7806 Ó 7812 - según la tensión deseada - circuito integrada regulador de tensión ' . CI·2 - CA3140 - amplificador operacional con FET 01· TlP31· transistor NPN de polencia 02 · 8C548· lIansistor NPN de uso ge· neral VI , D2· IN4002 - diodos rectificadores D3· lN4002 Ó 1N4148 · diodo de silicio de uso general LEO· led rojo común 71 - transform ador con primario de I10/220Vy secundario de 6+6Va 12+12V, según la lensión deseada, y fA de corriente
SI . Interruptor simple S2 . llave de tensión 1JO/220 V F1 . fusible de 1A R1, R2 - 1M5 - resistores (marrón, verde, verde) R3· 4117 · resis/or (amarillo, vioJeta, ro-
jol R4· 330R · resistor(naranja, naranja, marrón) R5 - 470R (6V) Ó Ik2 (12V)· resistor · ver/exto el . 100~F x 25V - capacitor electrolí· tico C2· f~F x f2V· capacUo, electro(ítico e3· '¡iF a 4,7¡.tF • capacitor de poliéster (100V o más)
Varios: placa de circuito Impreso, cable de alimentación, sopOrle para fusible, caja para montaje, disipadores de calor, sensor ojoysllck, cables, es/atío, etc. Observación: los sensores pueden ser chapltas de metal cercanas de modo de permitir el toque simultáneo por el contaclo de los dedos.
28
MICROPROCESADORES
COMO TRABAJAR
CON UN
MICROPROCESADOR Iniciamos esta sección explicando qué es un microprocesador, cuáles son los bloques internos que lo componen y con qué elementos cuenta para comunicarse con el exterior. En este articulo analizaremos la forma de trabajar de un micro (microprocesador) a través de'ejemplos reales, resumiendo la entrega anterior y avanzaremos sobre el tema indicando los modos de direccIonamiento tomando como base al ~ P6800 de Motorola. Ing. Horacio D. Vallejo n microprocesador es un circulio ló' glCO secuenda] (analiza operaciones una tras otra) que permite manejar Información sobre un registro de 8 bits. Es un demento capaz de manejar lrÚormaclón proveniente de diferentes circullos (memoria. entrada/salida -1/0-) y entregar información a ellos. Recibe tnl'ormadón. la procesa de una determinada forma la envía donde corres· ponde. Se puede suponer al microprocesador de la forma que sugiere la figura 1. Tiene dos grandes gruJXls de barras que
U
y
forman un conjunto de barras fijas. que
tienen varios elementos en común, elemento muy dücif! y capaz de realizar Cuando la información viaja en UIl solo cualquier tipo de tareas. Pero debe haber senUdo se hace en barras de un solo senll- algo que le diga que es lo que debe reali7.ar do (por ejemplo: barras de dlrecclón-ADO). y sobre qué lineas trabajar. Pero hay barras bidirf('cionales como las Quien hace esto es el programa. que 110 es mas que un listado de InStrucciones dadas de Datos. Posee tambitn lineas como las de control en un lenguaje enlend¡ble por d micro. que permiten sincroni7.ar el trabajo del mi- El micro loma y vuelca ilúormación sobre crocon Jos centros de 1/0 o memoria. una memoria y en algun lugar de esa meLas lineas no son barras porque no lodas moria debe estar ell!stado de las cosas que cumplen la misma fu nción (las barras debe hacer. por lo tanto en la memoria decumplen todas la misma ftmcl ón). be haber una zona de datos y Wla zona de El micro recibe Información. la loma, la programa (figura 2). procesa y la vuelca al extelior, Debe saber Para verlo mejor real!zamos una suma, que hacer con la información, ya que es un donde el programa (lIStado de Instrucdones ) empieza en la linea QOIA y dice: Tomar ler. DATO Tomar 2do. DATO
• •
CONTROL
•
Sumar 1° y 2~ GUARDAR RESULTADO
Jo. V ~ IC F1O·
•
PROCESADOA
.A.J'.'f""V
DATA
Se puede suponer el micro como un elemento que se comunica con el exterior a través de una barra de datos, una baffa de direcciones y que posee lineas de control.
29
Para hacer esta operación el micro coloca la dirección de la instrucción sobre la barra de direcciones y sobre la linea de control de lectura/escrttura, la orden de lecturn. Toma el primer dato que en este caso es la Instrucción de "tomar. el primer dato~, en-
C OMO
T RABA JAR
CO N
lances, el micro ejecuta la l' instrucción: ahora ¿esta en condiciones de ejecutar esa
Es decir, lee qué es lo que llene que hacer,
la instrucción (ler dato, 2i , etc.) y tambU:n cual es la dirección de donde debe lomar el dato al que se refiere la instrucCión.
Luego ejecuta la siguiente Inslruroón que
dónde debe sacar el dato y saca el dato dando tres órdenes de lectura a !raves del prtmera Instruccl6n? NO, pues le debo decir de dónde lomar da- BUSS de direcciones tos, es decir. iome los datos de la linea Tomado el dato. va a leer la dirección SiXlO(X de menni;(, y ahora sí las puede ejeguiente. es decir, toma el 2~ dato, de la cutar. Es decir, el micro debe saber cuál es misma forma que antes.
Es decIr, el micro hace 3 lecturas: ¡t} Lee lo que debe hacer. 2~) Lee en qué direcd ón está el dalo. 3' ) Lee el dalo.
- m-OL~
dice ~sume los datos": hecho esto el micro trabaja y vuelve a leer. ahora sabe que debe guardar el resultado. vuelve a leer y sabe dónde lo debe guardar. para ello a Iraves del BUSS de dirección guarda el resultado en la memol1a . El resumen de lo expuesto se detalla en la
. ..
r-
MICROPROCESADOR
ADD
'"~"I V
MEM OR~~
v CATA
V DAWS t
En memoria debe estar guardado el programa que ejecuta o/ micro y en otra zona S8 puede extraer o volcar Informacfón (datos).
UN
J.LP
tabla 1 En la figura 3 se ejempUfican los diferentes bloques básicos que posee un microproce· sador. Encontramos una unidad de control (e.u.) que controla todas las cosa que hace el mi· crOo
Una unidad arltmetica y lógica que es la que ejecuta las Instrucciones (A.L. UJ Un acumulador que es ese lugar Interno donde va a poner todas las cosas. La C.U. debe estar en conexión con la ALU pues es la que de alguna manera debe decirle qué es lo que va a realizar. La C.U. debe saber al reallzar un programa dónde buscar, y qué lineas seguir, para ello tiene un P.C. (contador de programa!. El P.C. lo que hace es lIe'o'ar la cuenta de lo que se hace en el programa. es decir. una vez ejecutada una instrucción pasa a la Siguiente y el P.C. Incrementa en 1 el número del programa (salvo WI salto incondicionado dado por el programal. es decir es quien da la orden para que se lea el prcr grama paso a paso. DetJe tener además un reglsl.ro de instruc· clón. que es donde se lleva la instrucción leída del programa (1). luego la Información de la Inslrucción se decodifica al lenguaje del micro. El registro (1) ve qué es que se
TABLA 1 DlRECCION DE MEMORIA DONDE ESTA EL PROGRAMA
QUE ES W QUE HAY EN ESA D1RECCION
OOIA
.Tomar ler. dato
OO IB
aaa a
,.
(dirección donde esl¡i el dato!
OBSERVACIONES
Lee el ler. dato en a una
OO IC
Tomar 2" dm o
001D
pppp
Lee el
(dirección donde esla el dalo!
p~pp
OO IE
Sumar 1~ Y2" dalo
OO IF
Almacenar resu lt ado
0020
YrfY
2~
dato en
El resultado lo guarda en YYY'f
IdireCdón donde debe ~uardar el dalo!
30
COMO
TRABAJAR
CON
pe eu I
eeR
'00
UN
¡.tP
CU ~ UNIDAD OE CONTROL PC. CONTADOR DE PROGRAMA l. REGISTRO INDICE CCR_· REGISTRO DE CODIGO DE CONOICIONES ALV · UNIDAD ARITMETICA LOGiCA
ACUMULADOR
-- - ---- ,
/ - - - --
1 ALU
,
\
DATA
Constitución interna básica de un microprocesador.
Registro de Código de Condiciones.
debe hacer. O sea, con el P.C. ve cual es la dirección próxima que debe buscar, 10 que hay lo llevó al (1) y de alli lo remite a la ALU. La diferencia entre una calculadora pro-
gramable y un compulador es que la calculadora realiza tcxl.o lo que nosotros le indiquemos, mientras que el computador puede tomar además, decisiones. Por ejemplo, en un computador se dan las siguientes instrucciones: SUMAR lA + BI GUARDAR R EN Si e "' 0 GUARDARA en e
e
Como vemos. el computador puede "romper~ la estructura del programa; es decir, el computador decide. y para ello se basa en la última operación realizada, la cual se
guarda en C. El resultado puede modificar una serie de ubanderltas' que según estén levantadas o no permitirán al micro seguir con la ejecución del programa. Esas seriales están contenidas en el Registro de Código de Condiciones -CCR- como se analizará oportunamente (Ver fig. 41Por ejemplo si quiere guardar la información cuando el número es (t). entonces el bit resenTado para número (+) debe ser T (luego si el número es H será ''1'' el bit reservado para los numeros -). A los bits. por supuesto, los comanda el acumulador, A estas ~banderilas" se las llama "F1ags". Quien decide qué es lo que hay que hacer es la C.U" por lo tanto la información del CCR debe enviarse a la C.U. La ALU lo único que hace es ejecutar lo
31 SAllEl HEC''lO\!CA \ ' 07
que la C.U. le ordena. Posee dos entradas y una salida. una fuente de Información es el registro "A" (del acumulador) y la otra entrada serán Jos datos del exterior. Repasemos, entonces, las instrucciones: 11 INSTRUCCION • cargar el acumulador "A" con (MIl. Nota; Cuando pongo (x) significa que me refiero al contenido de x. Cuando pongo x me refiero a la dirección de memoria y no a su contenido. 2J INSTRUCCION· Sumar [A) + (MIl 3" INSTRUCCION· Guardar (Al en M2
Tomada la 1- instrucción. a través de la barra de datos, por medio de la ALU se carga el 1~ dato al ACUMUlADOR. Luego se suma lo que hay en el registro con lo que entró por el canal de datos y se lleva nuevamente al acumulador. y por último lo que quedó en el acumulador se lleva al canal de datos. Es decir que la operación + destruye lo que habia en el ACUMUlADOR para guardar el resultado de la suma.
C OMO
TRABAJAR
Por supuesto para hacer todo esto la e.u. debe dar las órdenes al acumulador previa lectura del programa almacenado en me-
AA _
CON
_
UN
J.LP
_
moria. VerelOOS que al hablar de dirección de me-
morta. no siempre la direcdón que está en
el programa es lo que Uene la memoria, lo que está en d programa se llama explicita y 10 que en realidad tiene la memoria se llama efectiva, hay una correspondencia entre ambos que dependerá del tJpo de di· reccionamiento.
l INEAS DE SELECCION
MEMOAIA
,,===
POSEE 2n roSC ONES DE MEMORIA
L -_ _
Se requieren "n " bite para seleccionar 2n posiciones de memoria.
SISTEMAS DE DIRECCIONAMIENTO ABSOLUTO (EXTENDIDOI La dirección explícita y erccuva coinciden.
pe
por ejemplo:
EN LA PARTE BAJ '" ESTA LA LINEA
EN LA PARTE AlTA
CARGAR -AFF8A
ESUI. A f'AG I'l Il.
Esto quiere decir: llevar Jo que hay en FFaA al acumulador A: eso es direccionamiento absoluto. En el teclado del micro se escribe primero el código de direccionamiento y luego la posición de memoria a la que se debe recu · rrtr.
usan todas. Necesariamente el PC debe ser un registro de 16 Bits pues debe poder manejar información sobre esas 16 lineas de dirección (en el 6800). Puedo asimilar una memoria como las páxx gtnas de un libro. donde cada renglón seria FF8A un linea y podría enumerar esas lineas pa doode xx es la inslrul'dón, como por ejem- ra Identificarlas. plo cargar el acumuladoc con lo que hay en Ahora podría sutxlividir en pedazos la me· mora (páginas de memorial. Supongamos FF8A de memoria En este sistema la dirección que hay en el que la memorta sea de 64 K Bits de líneas programa es la dirección a la cual debo y quiero dividirla en 256 páginas. tendre la posibilidad de poseer 256 páginas de me· buscar en memoria. Para ver mejor xx es un código de moria y en cada página tendré 256 posicicr direccionamiento que depende de la ins - nes de memoria: truCCión y del sistema de dlretcionamien-
1216 = 65.536
65.536 • 256 o 2561
Damos este ejemplo porque para poder direccionar 256 lineas necesllo 8 Bits. que es la palabra del micro en cuestión (8 Bits = 1 SAl11.
En el direccionamiento Absoluto necesito 3 BYTE de programa por cada Instrucción (uno para el código de instrucción y 2 para la dirección de memorial.
SupongalOOS. por ejemplo. el siguiente programa: La segunda columna representa palabras de 8 bas en binario ó 2 digltos hexadecimales. Toda máquina trabaja con lenguaje binario
lo.
Tenemos una zona de memorta posible de usar que sera mayor cuanto mayor sean las lineas de direcciones del micro.
Cuenta de pasos de programa
Programa
Necesitaremos tantas líneas de direCCión
A78A A78B A78C A7BD
co ..-- Codigo de ejecución.
A7BE
DD
A78F A790
FF
en el micro como lineas de direcr!ón tenga la memoria. En el caso de la figura 5 Siempre "n" bits de lnformación para seleccionar las 2M line-
as de memoria En el 6800, por ejemplo, tengo 16 líneas de
AA
ss ee rE
dirección 164 KBits) pero no siempre se
32
C OMO
T RABAJAR
CO N
pero el uSuario generalmente Ingresa datos Existe otro direccionamiento llamado REen hexadecimal, luego en forma !nlerna se LATIVO AL CONTADOR DE PROGRAMA hará la conversión de Idioma. que de alguna manera relaciona la direcSerán palabras de 8 blls en binario o 2 dí· doo efectiva oon el contador de programa. gitos hexadecimales (que al fin no es más La información suministrada es: cuántas que una cuestión de idioma) pero toda ma- posiCiones de memoria hacia adelante o quina trabaja en bInario. asi 10 exprese o hacia atrás encuentra el operando Oínea a no en hexadecimal. la que nos referimos) con respeclo al CP Cuando las palabras están escritas en me- (Contador de Programa). moria, una a continuación de otra. es lógi- En el mismo ejemplo anterior supongamos co suponer que los datos están en una zo- que el operando está 3 ¡:oslciones más adena cerca na a la cual está escrito el lante de la instrucción. (Ver cuadro 8) programa, por lo tanto podría decir que lo que significa la ngura 8 es que al PC se -datos y prngrama~ están en la misma pá- le suma la lnfonnaciÓl1 ccntenlda en la digina. 51 esto ocurre no hace falta direccio- rección. El hecho de poner +03 del cooigo nar la página. sólo es necesario direccionar de operación ó +2 del código de dirección la linea, a este ¡¡)Xl de direroonamlcnto se depende de la ~construcclón del sistema. lo llama de PAGINA CORRIDA. También el desplazamiento puede ser t+l o Si fuera así. en el P.C. "ya está la dirección {-} y depende del PC, es decir sI es (+I o (-) de página ~ por lo cual sólo tengo que dar el desplazamiento es con Signo. y en ese tos 8 bas (6 2 en hexa.) que dará la direc- caso ¿en que dxligo de Instrucción se dice ción de linea de la cual quiero extraer, o a en que sentido de avance se hace el desla cual quiero volcar, datos (fig. 6). plazamiento? Asimismo. también en la memorta tendria- Si es desplar.amiento ron signo la notación mos dos wnas. una parte baja y otra parte alta. en la parte baja debemos colocar la linea de dirección y en la parte alta colocamos la parte alta del Pe Ycon ello sólo (epe A7 .A nemas que mandar 8 bits para direcciones
(1Ig. 71 En este caso. lo primero que dlgltamos es el cixUgo 86 en la fXlS1clón del contador de
II
programa A78A. Si 86 Significa ~I ea lo que hay en memorta~. en el direccionamiento de página corrida. el micro ya sabe que la memotia a la que debe Ir es la A7xx. luego. en el próximo paso del pe debe figurar el byte Inferior de la linea de memoria a la que deoo recurrir. (Ver ruadro Al
DIR
UN
¡.LP
está dada en comp.emento a 2 (caso particular 68(0). En el 6800. se sobreentiende que usa este método y siempre viene expresado en complemento a 2 (desplazamiento = off-set)o Si ponemos 3. salta tres pasos hada adelante; SI ponemos -3. este menos tres viene dado en notación complemento 2.
000010 011 3 0
111 1/1 10 1 =-3
r
D
Ponemos FD Ysabe que vamos tres posl· clones atrás. Si estamos en A78D. y vamos tres pasos aU-ás hago: A78D
rrm A78A
dirección a la que llega
Este modo de direccionamiento se usa cuando se dan ins1rucclones de salto o bifurcación.
Ao
/r
Ao
86
CUADRO A
Direccionamiento de Página Cero (Directo) Es muy sImilar al direccionamiento de página corr1da. Se supone que el dato está en la página cero de memoria. luego los dos primeros dígitos serán 00 (parte alta de PC) y la Información estará en la parte baja de direcCionamiento. El tipo de direccionamiento presupone que de antemano estamos en la página cero. El problema es que sI se terrnlna la hoja "O~ cuando estamos escribiendo el programa. puede ocurrir cualquier cosa.
PC
INSTRUCCION
A78A A788
86 35
OBSERVACIONES lea (método página COrrida) debe leer lo que hay en A735
CUADROS
Una sola 5" A780 Instruccion L A78r~ A78F A79(] A79A
33
26 ............. Código de operaCión +03""""- 3 lineas por debajo del código de operaCión xx .......- Operando xx _ Nueva inslrucción del programa
COM O
TRABAJAR
CO N
UN Borrar
Borrar xxxx-2 Borrar 0002 Borrar (X)() 1 ALU
De esta manera, tendria tanlas instrucciones de borrado como lineas deseo borrar. Para slmplUlcar la operación y ahorrar pasos de programa podemos em¡iear el regis-
OIR
tro indlre.
En el dlrecclonam;ento relal/vo dft contador de progratnlJ, luego de lit Instrucción se suma el contenido del pe con 111 dtt la dIrección.
Para dio cargamos d regIstro índice con el dato 1CXXX (el. mICro posee una Instrucción que le permite cargar el iOOke coo un dato), luego damos la ocden linsUucdón) de borrar el dato que posee la dirección de memoria a la que apunta el registro índice. Posteriormente decremento en ''1" rJ dato oontenido en el IX (se usa la instrucción DE}{). Seguimos con este procedimiento hasta que el dato contenido en el IX sea OCOO utUizando una Instrucción que ordene: SALTE SI EL INDEX NO ES IGUAL A CERO que es una mstrucdón de salto condicionado IBNE), !al que, rnJenlras el dato en el IX 110 sea 0
DlrecdoDam1ento por base desplazamiento que estara conterudo en la J desplazamiento: parte baja de la dlrectón de la tnstrucdón. No es de uso continuo. La dlrecclón efecU- es decir, el esquema es slm!lar al antenor, va se obtiene sumando al contenido de un pero en lugar de "Base" tenemos un registro regtstro llamado Registro Base. un despla- lnd!ct tal ooroo se obseM en la figura lO. zamiento que estará contenido en la zona Para entender mejor esle modo de direcdode dirección correspondiente a la instruc- namlento, muy usado en el 6800, ponga. ción. mos un ejemplo: supongamos querer boCuando uno esatbe el programa Ronnal- rrar todas las direcciones de memoria mente no sabe cuál es la zona de memoria comprendidas entre xxxx y 0001. en que debe almacenar el programa. Razón En el programa podtia escribir lo siguiente: por la cual se escrlbe el programa como sI éste empezara de 00, luq.:o al cargar el programa en la máquina. colocamos en la Base la linea donde fmpleza ti programa. Luego. CQ(OO todas las direcdones se obtienen roXX)!)! PPPP, lOO suma del registro mas la dirección, entonces tenemos las dlrecdones fisicas rea · les donde estar¡¡ alojado el programa.
DIreccionamiento Indendo La dlrt:«lón erectlva se obliene sumando al crmtenldo del registro índice (IX), un
=
Borrar xxxx -1
pe
Dlrecclollamlento indirecto La dirección que obtenemos por cualquier método de dlrecdonamiento. no es la di· recclón en la cual encontramos el operando sino que será el lugar donde se encuentre la IJOOrmación de la dirección en donde eslá el paso de programa (Obsavar la r~u ra 9). En la dirección xxxx que se llama ~sobrew se encuentra IlPPP que es la direcdón a la que debemos recurrir. El ~Sobre· generalmente no es una dlrec· dón de memoria, sino que está rerendo a un registro, como por ejemplo la ¡nslrucdón "GUARDAR EN ELREGISffiO HL".
¡.¡.P
llalla
roN TENloooe LA OIRECCION
XXXI(
ro NTE NlOOoe LA OIRECCION
,
.
En el direccionamIento Indirecto 58 apunta a la posición que contendrá la verdadera dirección a la que se debe recurrír_
L-___ ,_ "_,_,_,,,_' __
-"Ic'====~
,---,,",~cc.-,1=1~ En ., direccionamiento Indexado lB posición de memoria 8 la que se debe recurrír surge de sumar la parte baja de la dirección con el contenido de/IX.
34
C O M O
TRABAJAR
CO N
UN
¡.tP
InstruccIones de acumulador y memoria Para poder obtener los códigos de operaINSTRUCCION 'COD/yo A TECLFAR ción de las Instrucciones de un micro se 100 CE LOX emplean tablas de doble entrada que para 101 XX el caso del 6800 se muestran en las taXX 102 blas 111, IV, VYVI. (Son tablas de doble 103 CLR enlrada (InstruCciones por un lado y di104 recdonam!ento por el otro) cuya inte.rsec105 DEX ción da el código correspondiente en la 106 BNE columna OP. 107 FB 108 S IGUE EL PROGRAMA Un micro necesita cierto tiempo para ejecutar operaCiones que están relacionadas Programa para 'oorrar el contenido de las líneas de memoria comprendidos entre OO:l1 y XXXX. con dclos de reloj; en las tablas, el símbolo Indlca el número de p.tLsos de reloj necese repite el procedimiento Inicial y cuando acumulador B con el nú mero 05 sarios para ejecutar la Instrucción y el símse da dicha condición se sigue con la ejecu- [00000101 en binario). La instrucción que bolo R indica la cantidad de bytes necesadón normal del programa. ejecuta esta operación se codifica en me- rios. En la Tabla 1I se ha escrUo el programa moria como C6. Para armar un programa normalmente que permite ejecutar la operaCión del ejemes necesario hacer un diagrama de flujo PC INSTRUCCION CODIGO que para el ejemplo anterior, es justaplo. La Instrucción WX que el micro Inter100 LDAB C6 preta a Iraves del código CE. permite carmente como el que se observa en la figu 10 1 05 gar al registro ¡ndlce con Jos dalos ra 11. 102 amo PASO DE PROGRAMA contenidos en las dos direcciones siguientesdcl PC. La inslIucdón CLR interpretada a través del código 6f' indica que se debe borrar el conlmido de la dirección a la que apunta el registro indice {en realidad se debe borrar el contenido de la dlrccdón que surge de sumar el contenldo del IX con el dato que figura luego de [a instrucción Que en nues· CAIIG.IoIIIX tro caso es OOl. DEX. a traves del código CONXX~X 09, significa que se debe decrementar el contendfo del IX. BNE pregunta si el resultado de la operación anterior fue 0000, si BOnnA~ S~C. U N no fue así se debe ir a donde indica el dato CONTEN IDO DE IX siguiente de la Inslrucdón BNE, que en el ejemplo es fB (cinco pasos hacia atras). SI la operaciÓn hubiese alToJado el resulLado 0000 se coollnúa con la ejecución del (IX) _(IXI J programa. Cabe aclarar que la Instrucción LOX del ejemplo anterior fue dlrecclonada a Lraves del direcciona miento Inmediato}' en un (I~l. o primer momento el re apuntaba a la dirección 100. TABLA II
[J
N
Direccionamiento inmediato En este caso, los datos se encuentran en la primera o en las dos primeras direcciones de memoria que siguen al código de operación. Un ejemplo seria querer cargar el
Diagrama de flujo correspondiente al programa para borrar el contenido de determinadas direcciones de memoria.
35
C OMO
TRAB AJAR
CO N
UN
¡.tP
TABLA 3 INSTRUCCIONES 'DE" MANEJO DEL REGISTRO IND1CE y PUNTERO DE .pIlA
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direccionamientos del MP6800
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INTRUCCIONES DE MANEJO
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TAB L A 5 NOTAS
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DE CONDICION
Directo:
Es una instrucción de acumulador y memoria y se usa cuando la dirección de memoria a la que hago referencia se encuentra en pagina "cero". Es una instrucción de 2 BYTES. EJ.: Cargue el acumulador ~A" con el contenido de la linea de memoria OOAF. PC
CODIGO
0010
96
00 11
AF
(LOM. Dirccc. directo)
Se puede manejar tamblén el Registro lndice y el punIera de pila.
Inmediato Es tambIén una instrucdón de acumulador y memoria, se usa cuando la infmnación slguiente al eexllgo de diro::donamien{o es di-
rectamente el dato que deseamos manejar.
COMO
TRABAJAR
CON
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TABLA 6
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INsmUCCIONES DE SALTO '( BrFURCACION
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CODIGO
1001
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"
01'
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N
,
Se puede manejar también el Registro Indice y el puntero de pUa. lodtudo En este modo de direccionamIento, la dirección siguiente a la del códigO de operación, contiene un número que sumado al número que posee el registro indlce permite encontrar la dlrecrlón de memoria a la que se hace referencia. Es una instrucción de 2 BYTES Y se usa generalmente para formar "veclores EJ.: El registro índice posee el N~ ANYJ Yse quiere sumar el contenido de la línea de memoria M35 con el CQntendlo del acumulador "A" Yque dIcha suma quede registrada en el mismo acumulador "A".
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1+INI"""
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....... , ,-,
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ID
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kIII. _ _ ... _
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I I
E:rttndldo Es una Instrucción ti; ~ B'(J"ES: las 2 direcciones siguientes a las del código de operación Indican la dirección de memoria a la que se hace referencia. Ej.: Se desea rotar a la derecha el contenl· do de la memoria cuya linea es 13135. PC
CODIGO
0600
76
0601
Bl
0602
35
(ROR Din'Cc. extendidol
W
•
Inherente Son Instrucciones que no requieren dirección de memoria para"su ejecución. Siempre poseen un 5010 BYTE. romo por ejemplo:
38
•
V
c:
" '.
.....
··............ ...... . ........ . .............. . @" " " " " "" " "
..
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I
,
CODIGO AH (ADDA. Direcc. indexado] (al !alllnT .4,0\31+ 05 ck M35! 306 05 Se puede manejar tambien el registro indio ce y el puntero de pna.
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1
.... 1:." :.. I~"I ..:1:1:
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PC 305
•
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............. ..... .. .......
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(LOAB, Direcc. inme
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1"
Es una instruCCión de 2 BYTES. Ej.: Cargue el acumulador 8 con "C 1".
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1000
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......
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al ABA = sume el contenido de los acumuladores Ay B. bllNCA/lNCB = incremente el contenido del acumulador AfB. e) CLRA/CLRB = borre el contenido del acumulador AlB. dI etc. Ej .: Se desea decrementar len 1) el contenldo del registro índice. PC
CODlGO
0220
09
(DEX. Dirccc. inherente)
Se puede ma nejar el registro índice, el punlero de pila y el CReo Relativo al contador dt programa Se utiliza en Instrucciones de salto y bifurcación. Es una instruccIón de 2 BITES. La dirección siguiente a la del céx.l!go de operación IndIca a qué lugar debe Ir el conlador de programa para con(Úluar con la ejecución del programa. El contenido puede indicar un salto hacia adelante o un salto hacia atrás (en cuyo caso el número viene
COM O
TRABAJ AR
ex¡RS3do en complemento a 2), La dirección a la que se dirige se calcula de ~
PC
PC fi05 606
CODIGO 20 (salto Incondicional BRA)
703
704 705 706 707 708
20 FB
608
direcclón próx, a ejecutar por el contador de prog.
Salto hada atrás = Dirección del contador de programa donde está el código de operación .¡.2 . el complemento a 2 del N! siguiente al códlgo de operación.
I'P
mero especiflcamos qué instrucdones vamos a uUlizar. con lo eua] surge el siguiente resumen: (Ver resumen 1) Sobre la base de este resumen nos fijamos que modo de direcCIonamiento vamos a utilzar, cuántos pasos del programa ocupa y cuál es el código oorrespondlente. Así surge el. siguJente programa: en el micro debemos teclear sucesl\'3menle la columna correspondlenle a ·CODlGO~ . comenzando por la posidón 0009 del contador de Pro-
direc. próx. a ejecutar por el conlaOOr' de prog. (sallo IncondIcional BRA)
709
2
607
609
UN
ecOICO
702
slgulente manera:
Salto haCIa adelante" Dirección del contador de programa donde está el códIgo de operaCIón .. 2 + el N! siguiente al código de operadón. EJ.:
CO N
Ejemplo de programación Almacenar en la posición ooro el mayor grama. n(¡mero de una lista de 16 n(¡meros ubica- [Ver programa Al. Es Importante, si. Ud. podos en una tabla que ocupa las posiCiones 8ee un Kit de microprocesador o una PC de memoria desde 0070 a 007F. que pueda operar en lenguaje de máquina, Proponemos el~lgu ¡ent e diagrama de nujo: que practique Jos ejemplos vertidos en este (Ver figura 12) artículo ya que ésta es quizá la forma más Sobre la base de este dl;Igrama.de flujO de- sencilla de programar pues uno "sabe" perbemos construir el programa: para ello pr!- fectamente \o que está haCiendo. O
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39
CON r NlWl Et.PI\OCE80
_~T~""!lET<"""" "",ros EN LO.T....,A
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CON
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¡.lP
RESUMEN 1
OOOF
Cargo el acumulador Acon "(XXW' Almaceno el contenido de Aen la linea 0002
LOA A STA A
0002
Cargo el INDEX CQn 70 Cargo el acumulador Acon el contenido de la linea que indica el regiStro indict
LDX LDA A srA A
0070 OO,X OOFO
Almaceno el contenido de Aen la linea OOFO Incremento el regJslro índice Cargo Acon el contenido de la línea que Indica ellNDEX Comparo el contenido de Acon el N° MAYOR Salto si AS MAYOR Almaceno el dalo de A en OOFO si A> MAYOR Decremento el contenido de la linea 0002 Salto si. el resultado de la operación anterior
no fue cero
INX
LOA A CMPA,
OO,X OOFO
BLS srA A
OOFO
DOC
0002
BNE SWI
PROGRAMA A PC
CODlGO
MODO DE DIRECCIONAMIENTO E INSTRUCCION
0009
86
LOA A0001" • Cargo el acumulador ¡\ en modo INMEDlATO con OF STA A0002 • Almaceno OF en la linea 0002 con direccionamiento DlREC1'O
OA
OF
OB
97
OC
02
DE OF
00
LDX 0070 ' • Cargo ellNDEX en modo INMEDlAro COII 0070
0010
A6 00
LOA AOOX • Cargo el acumulador Aen modo INDEXADO con el contenido de la linea 0070
11
I?
97
STA A fO
• Almaceno el conlendio de Aen modo DIRECTO en la linea OOH) ' Incremento ellNDEX , UNHERENTEI
OD
13
CE 70
Fe
14
08
INX
15 16
Afj
LOA A00)( • Cargo el acumulador Aron el contenido de la linea que indIca el INDEX (INDEXADOl
17
18
91 FO
CMP. ADOro 'Comparo: A- conl. linea OOFO con dIreccionamiento DIRECTO
19 lA
23
BLS
• Sallo si a ~ M (RELATIVOI
02
lB lC
97 FO
STA A FO
• Almaceno el contenido de Aen I¡:¡ linea de memoria OOFO(DlREcrol
ID
7A 00
DEC ()(X)2
•
3N E
• Salto si cero (REl.J\TIVOI
lE lF
00
Decremento el contenIdo de la linea de memoria 0002 [EXTENDIDO)
02
0020
26
21 22
F2
3F
• Interrupción del programa
40
TECNOLOGIA DE PUNTA
OPTOAISLADORES y SU CARACTERIZACION Conclusión
En la primera parte de este artículo, explicamos las ventajas del uso de optoaisladores, cómo se construyen los chips y las caracteristicas estáticas y dinámicas. Nos encargaremos ahora de enunciar las propiedades de aislación que los convierten en elementosipprescindibles para determinadas aplicaciones, y también hablaremos de su vida útil y de cuáles son sus limitaciones.
4. Propiedades de aislación La propiedad más importante de los optoaisladores es su habilidad para transmitir
señales entre 2 circuitos elécüicüs sepa" rados fislcamenic. Durante este proceso de transmisión. pueden aparecer diferencias de potencial continuas estáticas de varios kV, tensiones alternas o interferencia dinámica general entre la entrada y la salida del optoaislador. Las tensiones ('JI-
t
ternas son relaHvament e peqllciias en su mayoria y se superponen sobre las tensiones continuas. Sin embargo, según la aplicación (por ej.. circuitos digilales con
pulsos de naneos empinados). la ji"ecuencia de las tensiones aller¡¡;¡s y. por lo tan10. la posibilidad de (raTlSlllisióll de inter· ferencia entre la entrada y la salida del aislador puede volverse importante. L:'1 resistencia de aisl¡¡dóll de un optoaislador para altas tensiones continuas está ca-
racterií'...ad.'l por una resistencIa de aisladón definida y una máxima tensión de aislación. Por ejemplo, para los optoaisladores CQX 80 N Y CNY 75, la máxima tensión de aislación permisible es 5,5kV y para los optoaisladores (probados por VDEl CNY 64,65 Y66 es 1O-15kV. Las resistencias de aislacJón son del orden del m (10 9m La aislaclón de tensiones alternas o interferencia dinamica general entre la entrada y la salida de un
IF
25 O
1---' 100
CMR d8
50 O
R,
RV
Vol -
50
+5V
R2
50 O 0,
10
VGI _
100 kHz
100
n
50 O
1-
a) Relación de rechazo de modo común del optoaislador CQY8DN y CNY65 por una interferencia sinusoidal. b) Circu;'o de prueba.
41
OPTOAISLAD O RES
'5 V
.1
Gmax 200 V
100
'-...
---~-~----l 200
°
400
600
Inmunidad contra interferencia dínAmica. a) Circuito de prueba. b) Valores medidos para un oproaislador usando el COY8DN como ejemplo.
I le I CO
tO
• t..........I -~----+------...J ~CONDICIONES
0.5
'CONOICIQtES DE PRUEBA:
DE OPERAC!a\I:
VCE "" 5 V
VCE '" 5 Y
I F :. 30 mA
y el factor de transmisión en fase es
_
Tamb = 40 ·C
O
2500
5000
"010 =
7500 h
t_ Degradación para
optoalslador está determinada prindpal· mente por la capaddad de acopiamiento CKB entre el transmisor y la base del rototranslstor. En este caso, las propiedades de aislaclón del optoruslador están por sU CMRR (Relación de Rechazo en Modo ComtinJ. En las hojas de datos. usuaimenle se indica una capaddad total de acopiamiento ex que ha sido medida entre la entrada y la salida con los terminales del emisor y del detector cortoctrcuitados. CKB s610 es una parte de este valor y no debe confundirse con CK. La medición de CKB sola se puede realizar fácilmente con los optoaiS!adores oon conexiones separadas de base. Los valores tlipicos de las capaCidades CK y CKB para los opto aisladores CQYOO. CNY75 con reflectores. son CK = O.4pF. CKB = O.18pF. Para optoaisladores con los elementos enfrentados entre si, estos valores de capacidad son, en promedio. mayores en un factor entre 1,3 Y 2. Para el CNY65 con el sistema de lenles, la capacidad total de acopIamiento CK es sólo de O,2pF. La definición de relación de rechazo en modo común de señales de interferencia sinusoidales es la misma que para amplificadores operacionales. Si el ánodo y el cátodo del diodo emisor del optoalslador se consideran entradas diferenciales (ver flg. 7b) entonces el emisor se puede excilar con tensión diferencial Vd entre ánodo y cátodo (operación normal) o en fase en ambas entradas usando la tensión Vc. Según la enlrada, se obtienen 2 señales diferentes y por 10 tanto. 2 factores de transmisión. El factor de transmisión diferencial es:
normales usando el CG.Y80N
42
-?c-e
tensión del emisor para entrada diferencial VEC = tensión del emisor para entrada en fas<
VED::
o
CONTACTO
P T
o
A I S L A D O 'R E S
IONES POSITIVOS
PlASTfCO
. ,. :. ". " n - EMISOA
'.-.-.-.--"-
r ___
p_-_BA_ S_E_- - ' AREA DE INVERS
s;
n - COlE:CTOR
Un transistor de efecto de campo parásito u sado como fuente de faifa de fololransis rores en optoals ladores. "
La relación entre estos 2 parámetros defi-
de transformadas de FOllrler o Laplace ne la relación de rechai'.o en modo común puede ser útil. Sin embargo . para uso CMRR del oploaislador. Este parámetro se más práctico. la aisladón del optoalslador expresa usualmente como la relación 10- se puede definlr en este caso mediante 2 gruiLmica CMR: pm
43
en la fig. 8b. entonces el estado del nJp fiop cambla,ria. indicando que el estado lÓgiCO del colector del fototranslstor ha sido alterado. Si en vez del limite de 2V se puSiera O.BV para ~baJo· en el fo totransislor, y la tensión de prueba fuera negaUva. se obtendrian valores superiores de UCm;l.x' El comportamiento básico. no obstante. es Identlco. Para todos los valores de la tensión en fase Uemú ' el estado lógiCO del optoalslador no cambia. La parte del diagrama debajo de la hipérbola en la IIg. Sb. por lo tanto. represenla un rango seguro de trabajo para el optoaJslador en el cual es inmune a la interferenda di-
namica.
5. ComportamIento a largo plazo Básicamente. se ha. logrado un considerable progreso tecnológico en los últimos años. que permite el uso de optorusladores en largos periodos de UemJX). Sin embargo. los optoaisladores. como otros componentes . sufren de mecanismos de envejecimiento. Se deben considerar posibles causas de degradaCión de tos diversos chips del aislador y en combinación con materiales de construcclón y moldeo. Para los diodos emisores se pueden adoptar los valores de degradación obtenidos de la operadón de emisores individuales en pruebas de duradón. En la literatura se indican energías de acUvadón de aproximadamente O,7eV para emisores infrarrojos. Hemos determinado los sigulentes tiempos de vida medidos o extrapolados bajo condidones de esfuerzo: con temperalura ambiente de 90°C y corrientes de operación de 50, 100 Y ISOmA. se obtuvieron los Siguientes resultados: 3O.000h, 12000h Y35OOh. rspectivamenle. Para una temperatura ambiente de 65°C con los mismos valores de corriente. se obtuvieron tiempos de vida de ISO.OOOh, 15.000h y 5.000h. Estos datos se derivaron de 1O.OOOh de operación continua usando 50 diodos cada vez. El tiempo de vida se define como el tiempo requerido para que la saMa caiga a la mitad de su valor Original. la Hg. 9 muestra la alteración del factor de acoplamiento del opto-
O PTOA I SLADO R ES aislador cgY80N en oondlCiones de operadóo reales. La conienLe de rolector le, normalizada usando la corriente de colec-
tor original leo. se granea en función del tiempo. La corrY:nte de medidón Interrk>-
nadarnente se eligió más pequeña que la corriente de operación. de modo qu e se
detecten cambios en la caracteristica [IV del emisor. Sin embargo. no se observó el
efecto de que la degradaCión medida aumenta con el aumento de la diferencia entre la coniente de medición y la de opera-
Ción, Por comparación con los dalos de
30 20 _ 10 /
degradaCión para emisores, esta claro que la degradación del CQY80N como se mueslra en la fig. 9. se debe enteramente a la degradación del emisor lrurarrojo. Los eredos de envejecimiento del transislar son muy pequeros. Durante nuestras med iciones no se observaron cambios considerables de la ganancia de corriente. Estos cambios QUIzAs se deben a problemas ttcnológlcos como el aumento de las corrientes de fuga de transistores con polarización Inversa. La Interacción con el material del encapsulado. también puede
.rO h _ _
._~'----'·~---"'-'6~ ~
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x CON:>ICIONES I?E OPERACION :
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Vis = 2000 V Tamb a 100 oC
20 30
,Lo~o'---'~0~'--1~0~,;--ILO~3;--1~0~·'--~,0~'~n-A.....J 'CEO-
30
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•
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/:.'
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-8 670 n CONDICIONES DE OPERACION: .4000 n ·2000 h Vi S '" 2000 v
Tamb - lOO
30 O
•
•
2. 0
4.0
'c 6 .0
8 .0 nA
' CEO Figura 11. Efecto "Lalch-Up " .n aisladores DIL:
a) Comportamiento tfp ico de un optoaislador con Latch-up; dado el rapido Incremento durante /a operación, S8 hace en escala logar/tmlca. b) Cambio de la corriente de reposo colector-emIsor más alJa ds las 8.000h para un aislador con Latch-up.
AGRADECEMOSLA COlABORACION DE ROMEX S.A. y TELEFUNKEN ELECTRDNICS PARA LA ElABORACION DEL PRESENTE ARTICULO
44
ser uro fuente de tales cambios. En general, se usan epoxls y siliconas co· mo materiales de moldeo y encapsulados. Para un precio razonable, estos materia· les no se pueden obtener ron la pureza que seria deseable para aplicaciones en semiconductores. Estos materiales también son un poco higroscópicos. Debido a estas limll.aCiones, los chips deben colo· carse de modo de lograr la miníma Interacción posible entre los chips y el encapsulado. Hace pocos años, a menudo se nolaba otro efecto ('latch up') ilustrado en la fig. 10. Bajo la Influencia de un campo externo aplicado, los Iones pOSltl· vos migran a traves de la superficie del transistor y actúan sobre la base del tran· slstor como la tensión de compuerta de un FET de canal n. SI se alcaJl7.a la inversión en la superficie. entonces el FET se enciende y produce una !Xlrr1ente de reposo colector-emisor Icro InaceptabJemente alta. La fig. Ila muestra este efecto en una prueba de duración. Se muestra !cEo antes de la prueba y despues de 168 ho· ras de operadón con lUla tensión aplica· da de 2kV y una temperatura ambiente de lOO"C. El lranslslor se polarizó negaUvamenle con respecto al emisor, eJ ánodo y el cálodo del emisor fueron cortoclrcuJlados y la base, emisor y colector del transistor tambien fu eron cortoctrcultados. Se probaron 24 optoalsladores. En este corto tiempo de operaCIÓn, se observó un aumento en ha de hasta lOO~. En una prueba de comparaCión, ¡CEO del cgYSO cambió sólo en el rango de unos pocos nA. un efecto que se puede adjudicar a la variación de la humedad amblen· le. En la prueba completa. ¡CEO no au· mentó en más de BnA [fig. llb). Para reducir este efecto. se pueden Implementar una serie de posIbles contramedidas, p. ej. un electrodo de pantalla sobre la bao se, o el uso de plástico sin Iones o vidrio ron la configuradón cara a cara. En resumen, se puede afirmar que las fuentes del efecto de envejeCimiento de los optoaisladores son conocidas y que los oploaisladores usados dentro de los limi· les de operación dados en las hojas de datos han logrado un alto grado de !Xln· fiabilidad. O
'! ,I
I
I
DIGITALES
I
EL CASSETTE COMPACTO DIGITAI.(DCC} Primera parle
Después de desarrollar en 1963 el cassette compaclo (CC) de audio e imponerlo en forma universal en todo el mundo como el medio de audio más popular durante décadas, Phílíps desarrolló en 1982 la tecnologia del disco compacto (CD) y en 1991 el disco compacto interactivo (CD-I), uniendo el mensaje vocal y visual. En 1992 surgió otro medio vocal, el cassette compacto digital (DCC =DIGITAL COMPACT CASSETTE) que usa técnicas digitales junto con técnicas de compresión de señales sobre un medio de cinta magnética y con dimensiones fisicas similares al CC. En la figura 1 vemos el CC, en la figura 2, el CD, en la figura 3, el CD-I y en la figura 4, el DCC. A continuación estudiaremos las características del DCC. Por Egon Slrauss 1. Una introducción a la
atractivo, cuya calidad tonal satisfactoria
tecnología del DCC
y cuya duración de 30 hasta 120 minu-
El éxito del CC de audio, que permitió en 1991 la \'enta de unos 2.600 millones de cassettes de audio virgen y pregrabados y de ISO millones de grabadores y reproductores de audiocasselles, ha demos trado que se trata de tul form ato cuyo ¡¡¡maño de 100 x 65 x 12 milimetros es
tos de grabación son adecuadas p<1ra las necesidades del oyente en general. El ancho de la cinla magnét ica I1sada en el ee convencional es de 3.78 mm y permite la grabaCiÓn. de 4 pIStas de 0,7 mm de ancho, con capaCidad de grabación y reproducción eslereofÓ n.ica. La velocidad de transporte de la cinta es de 4. 76 cm/seg.
46
Estas caracteristlcas tan difundidas son mantenidas en gran parte por el OCC, de tal manera que los grabadores y repro ductores del cassette pueden también reproducir los cassettes ce, quiere decir que son compatibles, pero no rclrocompaUbles. En la Tabla I vemos las cameleríslicas y especificaciones más importantes del DeC. Queremos recordar que la sigla de fs usada en esta Tabla significa, como de costumbre , ·frecuencla de muestreo·, debido a que el DCC usa técnicas digitales. Cabe señalar además que en plincipio el cassette de OCC esta en condiciones de contener en su grabación eventualmente mensajes visuales fijos. como el lítulo del álbum. la lista completa de los Ululas grabados, los nombres de los artistas de cada pista o plet:a musical o también la letra de la mú sica que se puede leer en form a simultánea con la melodía. Desde luego , para poder visualizar estos efectos visuales. es necesario conectar el reproductor a un televisor u otro tipo de monitor. Los DCC son un medio de grabadon y reprooucCión al Igual que los ee analógicos
DCC TABLA l. Especificaciones del DCC
Eficiencia de audio obtenible Cantidad de canales Rango de frecuencia con [ = 48kHz
estereofonía 5a 22.000Hz 5 a 20.000Hz 5 a i4.500Hz mayor que 105dB mayor que 95dB precisión de cristal de cuarlO
con~ = 44.1kHz
con L, = 32kHz Rango dinámico Distorsión armónica total (incluido ruido) 1lID . Wow y F1utter (lloro y trino) Formato de la señal
Frecuencias de muestreo Codificación Tasa de los bits de audio
,
.'
48. 44.1. 32kHz PASC Iver texto) 384 kbits/ seg con f, =48kHz C1. C2 código de bloques REEO-sGLOMON Ocho-a -diez (EIGHT -ro-TEN =ETM) Optativo
Sistema de corrección de errores Sistema de modulación Pre·énfasis Cassette Tiempo de grabación
Hasta 2 x 45 minutos 1090) Previsto para 2 x 60 min ID120) Siml1ar a cinta de video de cromo o equivalente 3.78 mm 4.76 cm/seg ocho de audio digital + una de subcódigo mayor que 185¡Jm
Tipo de cinta Ancho de la cinta Velocidad de la cinta Cantidad de pistas Ancho de cada pista DiStancta entre piStas Cabezas de grabación digital Caoc,as de reproducción digital Cabezas de reproducción analógica Espesor de la CUlta Espesor del recubrimiento magnetlco
1 95~ m
9
9 2 1211m 3a 4 ~m
coO\'t ndona!es. Este resultado se logra por medio de una codificación especial, del tipo PASe {PREClSION ADAPTIVE
E/disco CD.
entre el ce y el DCC, lo que salva los ce de la obsolescenda y permite al usuario
disfrutar de su casecoteca actual al misSUS.CODING: 'Subcodlflcadón adaptable mo tiempo que entra en el nuevo mundo de pre:ctslónl que permite: una reducción digital del OCC" En la figu'ra',5 -se observan sustancial de la Informadón redundante algu~ m9delos de grabadores-reproducy de esta manera ,aprovecha mejor el me- tores de OCC. ,tanto para' el hogar como dio. El PASC· permite alcanzar una reso- '. para, el automóvil y portátiles, lución de 18 bits de la 'Inro,rmaclón digital. similar a lo que se logra con los CO. 2} El cassette DCC pero con un espado de grabación menor y sin perdida de caUdad. El lamaño f1slco Resumimos nuevamente que el casselte es similar al cassette analógico y el ancho DCC tiene básicamente las mismas dide la cinta también, Estos aspectos per- menslones fislcas que el cassette de aumllen una cierta compallbilldad parcial dio convtndonaJ ICC), si bien su aspecto
47
DCC
veremos mas adelante con mayor detalle. Se graban y reproducen en el cassclle
pistas est.e~o(ónlcas tanto hacia adelanle como hacia aIras, efectuándose la re· versión de la marcha en forma automáti ca, de manera que no será ne<:esario dar vuelta el cassette DCC a mano. Como todas las aberturas de Impulsión se en-
El d isco CD-I.
El cassette DCC.
exlerno y su construcción interna son diferentes. La cinta que se usa en el casselle DCC es de calidad de video con un recubrimiento de dióxido de cromo, como
cuentran en el lado Interno del cassette, su parte frontal visible es un panel liso y plano. Esto perm ite un nuevo enfoque artístico del aspecto del casseUe. El ancho o espesor del casseUe es tambU:n al· go más flno que el ce analógico, debido a que las cabei'.as de grabadón y reproducción son más compactas y no requieren que el cassette se ensanche en la parte donde la cabe1.a entra en contacta con la cinla. Esta caracleristica, sin embargo no afecta la compatibilidad parcial entre ee y DCe. La cinta del ee cstá nor malmente expuesta. asi como los engranajes de impulsión. En el DCe estan cubiertos mediante una tapa dtslll.able que protege el conjunto de clnLa y mecanismo contra la suciedad y eventuales manoseos. El cierre de la tapa deslizable produce lambien el bloqueo de la cinta, lo que
I
1
Diferentes tipos de grabadores y rep roductores de DCC.
48 SA'I<1 üEC"lO\ CA ~'Ol
DCC
ERROR DE AZIt.lUTH
""í-~"",::::':, :-:===~'Í:::::=='='==~-'~'----"'~=_-í2<~ ,~
(¡,¡fN)
4miz DIGITAL
.¿
,
.
1611Hz AN.l.lOGICQ
. , ' - - - - - ----
- - - ' - - - - - -- -- --'
Error de azimut, analógíco
impide que la misma $e desenrolle aeó-
dcnLalmcme. Al car¡;al' el casselle, 18 t.apa de slizante es empujada a un costado en forma automática , exponiendo asi elmecilnisUlO de transporte de la tin(" p,U"
y digital.
guias que manllenctl la cint a en estrecho ~oll\aci o con las cabezas de grabación y re producción al aumentar el ángulo de rodeo y el centrado permanente de la
lambiCn llevar el cassclle DCC sin pro Lección externa, quedando debiualllcllle protegido en fOfma perIllaneme. De es ta manera el cassclle es mas transJXlrtable y ocupa menos espaCio en su almacena-
cinta. La duración del tiempo de grabación y reproducción del cassette puede indIcarse mediante unas perforacIones con un código especifico en la parte posterior del casseUe, lo que a su vez permite la activación de diferentes mecanismos automáticos de lectura. El tipo de cinta magnética es similar al usado en los vldeocassettes con una capa de 3 a 4¡un de dióxido de cromo o de óxidos férricos mezclados con eobaJto en un espesor total de l211m entre ctnta y capa magnéUca . El ancho de 3,78 mm eslá dividldo en dos sectores en la forma acostumbrada, para reducir el tiempo de acceso a cada segmento grabado y tam-
bién para permitir un funcl onamlento continuo.
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SUPERFICIE __ OE REFERENCIA
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a"TA~-- -¡'
miento. Elmccanismo de :\UJ'OREV~!{SE es derivado de com trucdüllc S simlla¡"cs aeluahnenle en LISO y bien experimentado duranLe varios allos . Existen, si n embargo. dos caraclcrislie
SUPERFIOE. \. /.'-JL INCllNAOA -- ---~
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bas caracterísUcas en conjunto brinrJ¡m una fij aCión y un segui1lli(:nlO eS lable de
la cinla cn su reconido y cuyos efectos se observan en las figums Gy 7. L,,\ figura 6 nos mucsira la reducción del error dc azimul que St obstn'a en el casselte an
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• FATGGUlA DE CINTA DE AZlMUlH F\JC, • ALP PERNO OE FLJACION DE AZIMlITH
El sistema de gufas de cinta en el DCC.
49
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DCC
DlS1RUILCION CE 'ISTAS DOTALE.
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Las cabezas reversibles, analógicas y digitales y sus pistas.
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GUIA DE flUJO
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GRABACION otGITAL 115 MICRONES
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Detalles de las cabezas del DCC.
50 SAl3! ,lECT10\CA Il.'" &/
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DCC
3. Las cabezas de grabación y reproducción del DCC La señal de sonido del DCC se grab<1 en 8
ptstas paralelas. cada una ron un ancho de 185l1ffi, como se Obsel"
S.A. El ancho de cada pista. Il ece~ar ia para la reproducción CS, sin embargo de sólo 70llm. Esta relación dimensional ayudara a red uci r la sensibilidad con respecto a los errores de azimut. Además de las 8 plst'ls de señal, existe una novena pista que contiene la información de control y los subcócligos para el display. Para logmr estas dimensiunes tan reducidas. las cabezas de grabaCión y reproducción del DCC emplean una tecnologia de avanzada de THIN FlU,.! (pdicula del-
gada! que ya fue usada en equipos proresionales mu llicanalcs anteriores. En un conjunto de cabezas de ltcnologia THIN FILM, pueden distinguirse tres jue~ de dementos de cabeZ.1. Nucve (91 cilbelas Inlegradas de graba· cion IRH (lNTEGRATE D RECORDIN'G
HEADSJ para la grabación digital con un slstencia varia en concordancia con el ancho de 185lUl1 . campo magn éUco grabado en la cinta Nu eve (9) cabeza s magneto-re sistivas magneuca y que llega a traves de la guia MRH IMACNETO-RESISITlVE HEADSI del flujo magnéUco. como vemos en la np.1ra la reproduccl6n dignal ron un an- gura 9, Una corriente constante es aUcho de 7Op.m, mentada a través del elemento de maneDos (2) cabezas magneto,reS!Slivas MRH ra tal que la tensión desarrollada en sus para la reproducción analógica con un extremos varia en concordancia con el -ancho de 600lUll campo mag¡Y:lIco depositado en la Cinta. las cabe-tas digitales ocupan una mitad las cabezas magneto-reSlsUvas son excede la superficie lolal de la cai>er.a. mien- lentes para la leclura de las transiciones tras que las cabezas analógicas ocupan de bilS. propias del DCC. la ot ra mitad. Esta distribución permite Para la reproducdón analógica. la elevael manejo de Clnlas analógicas y digitales da estabilidad y la ausencia de ruidos. por medio de las caber.as autorcversibles. Junto con la hlsléresls de las cabezas En la fi~ura 8.8 se observa eslc aspecto magneto-resistivas, son esenCiales para de la caber.a del DCC. En una caber.a in· lograr un rendimiento de máxima [ldeülc~nHla de grabación. el conductor que dad. Al mismo tiempo existe una reslle\'a la con·ienle de la señal es rodeado puesta de fr&uencias muy amplia, deb!.por ulla ~uia de nuJo ma~nWro que COll- do a la capaCidad elevada de la tasa de centra el campo magnéUco en el en - bUs del slstema. La super[ld e de las catrehierro de graba.cion en la forma w.as posee un recubrimiento de protecconvencionnl. ta cabe1.a de reproduCCión eión de tal manera que la circulación MRH. por aira parle, se caracteriza por conUnua de la cinta sobre las cabezas. un rlemenlo ma.l!neto-rfsisli\"O C'ma re· no produce dano alguno. O --------~----~--------
51 s.o.3<1 E.:C-"X)\"CA \'11
AU DIO
INDleADORES OPTleOS En general, resulta prácticamente imposible determinar los niveles de señal que proporciona un equipo de audio de modo de observar el máximo aprovechamiento sin tener distorsiones ni sobrecargas. Por tal motivo se recurre generalmente a medidores ópticos de pico y vúmetros que dan una indicación visual al usuario del nivel alcanzado por el equipo. En la actualidad el uso de los vúmetros se ha generalizado tanto que es muy dificil enconlrar un equipo que no posea esle ins/rumenlo. Luís H. Rodríguez
l vúmelro es un Instrumento UlI·
Olro instrumento , denominado medio
ll1.ado para la medición de unIdades de volumen que generalmen-
dor de piw no tiene en cuenta el pro-
E
te dispone de una esca la doble. una
Indica qué porcentaje del canal se eslá utilil.ando y la otra da una Idea de la potencia de salida. En otros términos Indica que Impresión recibe el oyente durante la audIcIón sin Indicar los picos de señallnstanlánt!lJs que puedell producirse.
cos y sí el promedio, por lo cual se debe emplear un vumetro: por el contrario para Indicar la máxima polencia de un amplificador para que no se produzcan recortes se debe emplear un medidor de pico. Los vúmelros o medidores de volumen [en Inglés vu meter = yolume unlt meter) pueden ser analógicos o digitales, es decir, mediante el empleo de una aguja o medIante diodos LEDS,
medio e indica los picos ITkíximos de señal que se prod ucen siempre que éslOS superen una duración prceslableei· da (generalmente s uperlor.a 10 milise-
gundos).
En ocasiones conv iene el uso de un vúmetro y en otras el de un medido r de pico. Por ejemplo. para determinar un Jiivel de grabación no interesan los pi-
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Dos mod~/os de vúmelros analógicos.
52
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INDICADORES
O PTICOS
corriente continua y mide el valor eficaz de la sertal aplicada a la entrada. Evidentemente la medición será. aproximada ya que dependerá de la forma de onda de la señal Y de la cantkiad de armónicas que ella posea. En cuanto a las escalas. generalmente poseen dos: la que expresa unidades de ~ volumen está dividida en sectores que van entre -20 y .. 3 unidades VU. la otra está dividida en porcentajes (de O a 100%) con el 100 en coincidencia con el Ode la escala de VU. Medidor de picos para equipos de audio. Sobre las características dlnámJcas pademos seflalar que al conectar el VU sobre una resIstencia de 600 ohm y aplicar una senal senoldal que haga que la aguja se desplace hasta O VU la Indicación no deberá sobrepasar el 1.5%_ Elllempo que debe alcanzarse al 100% de la escala deberá ser Inferior a 0,5 segundos. Ellnslrumento debe tener una buena respuesta en frecuencia atendiendo al hecho que recibirá frecuencias de las más diversas dentro de la gama de audio. Entre 25Hz y 15kHz la atenuación no podrá superar los 0.5<18. Por otro lado. entre bornes del vúmetro. el Instrumento debe tener una Impedancia de 75000. En ciertos equIpos se necesitan instrumentos con reducida dinámica capaces de reproducir picos Inalcanzables para Vúmetro para alto nivel. los vümetros, en tal caso se debe colocar un medidor de pico Que no sólo poEl .,,(¡metro analógico suele ser un ins- de él 1 KWATI, también posee una se· see menos Inercia que el VU sino que trumento de bobina móvil (de ronienLe gunda escala expresada en dB donde la difiere en la configuración del rectifica· roulinua) y un circullo recUficador de polencla de referencia (OdBl representa dar y además mide valores de piCO en onda completa para que recUnque la la máxima potencia que puede suml- lugar de valores efiCaceS como el VU. sc,' al alt erna de audio antes de ser nlstrnr el amplificador. que en esle ca- En la figura 2 se ve el esquema de un presentada al Instrumento para su lec- so corresponde a 500W. rectificador para un medidor de piCO. tura. Se los calibra a la potencia de re- Un buen vumetro debe lener especlfi· En él se Interpreta que el se carga con fe rencia. es decir. a un mil iwall sobre cadas tres caracter¡sliCí\s básicas. a los picos negativos y C2 con los piCOS una impedancia de 600U. lo que equi- saber: poslllvos de la señal de entrada de auva le a una potencia de OdUm. diO suministrando una tensión conLlEl! la figura 1 se muestran 2 vúnu:lros - El insfrumenlO de medido. nua al Instrumento de bobina móvil analógICOs. el primero pos~ dos esca- -/.l¡ escala por lo cual medirá valores de pico; pero las. una indica porcenlajes de modula- - Las caracteristicas dinámfeas como los Instrumentos a aguja son lención y la olra unidades de potencia . El - Respuesla enfrecuellcta tos, muchas veces no podrán delectar· aIro indicador posee una escala dividi- - fmped.wtCia se picos. k> cual es un pe~ulCiO a la hora de querer evitar distorsiones. da en unidades de pOlencla en WATT donde la máxima medil'¡ón correspon - COIOO se ha dicho, el Inst rumento es de En general. los vúmetros pueden ser de
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allo ObajO nh'el. Los v(¡melrus de atto I~JeIlIO de 2O()¡LA a fondo 'de.es:caIa pero ' :para que eleve la seflal hasta que puenivel son los que se concclalL di recta - bie n puede util izarse aIro de 100 ó da ser tratada por el instrumento. mente en paralelo colllos p:ulallles o a 'l50IJA. · ' .' . En la figura 4 se dibuja un vumetro de la saJjda del preamplificaclor. 1.. . 1 fig ura SI capacilpr en paralelo con ellnsLru- los denominados ·para bajo nivel". La 3 muestra la cone;"¡ón tipica de un 1115- menlo le da una clerta Inercia al slste- señal es amplificada por un transistor lrument o para ser empleado como vú· ma para 'racilitár la lectú ra. 'caso que'se de usos generales como el BC548 con metro de alto nivel; por supuesto Si el meJotd 'aun más Si se conecta un resls- su ganancia ajustable a través del pre· equipo es estereo deberán conecta rse- . tor de l id! eh ser¡econ el capacitar. set de 1000 conectado en emisor. La dos unidades. Con el l>otcnclómet ro, CU¡lIldo se desean verificar señales de señal extraída por colector se aplica a que debe ser lineal. se ajusta por única . audio de.. baja poten.cia, el circuit_o ex:- . ~n puente recuficador de onda coplple· YCZ paro obt~ner el dcsempeiíO adecua- pl rc~.(lo es· i1iéfide nle ya qli·e "de.~ estar : la 'cuya salida- proporciona La señal a do del Indicador. Se empica tlll lus\ru- pieced·ido por una e:lllpa nmplifi¿áCloia ~er medida por el mlcroamperimelro.
54
,, I
I NDICADORES
O PT I COS
niveJ ya que el circuito posee poca sensibilidad.
En la figura 5 se muestra un circuito de senslblUdad mayor con tres etapas amplificadoras empleado en equipos de considerable calidad. En la actualidad suelen emplearse medldares de pIco de haz luminoso con-
sistentes en una escala longitudinal de cristal i un doble Instrumento de bobina móvil con sus correspondientes recUflcadores. Por medio de un sistema ópUco se proyecta un doble: haz luminlco a trnves de ranuras que los Uevan a sendos espejos solidarios a cada ele. mento móvil. los que a su vez envían dos rayos finos de luz sobre la escala de cristal, tal como puede observarse en la Ogura 6. Por encima de OdB la esIndicador de pico por haz luminoso. cala del VU es roja (en general) y por debajO verde. Del mismo modo que en el C;¡SQ ame- mento dan cierta Inercia q.ue facilita la El usuario percibe sobrecarga cuando se enciende la porción de la escala en rior, la resistencia en serie con el capa- lectura. citar que esta en paralelo con el 11l$l fU - L..1 señal que ocupa no es de muy bajo color rojo. O
55 SAl¡ll 9.OC110\ CA H' ol
TV EL REGRE S O DEL COMBINADO Muchos lectores recordarán el "Combinado" familiar e, incluso, tal vez conserven uno en su casa. A pesar de que el clásico combinado de antaño con su gran mueble, radio AM·FM, tocadisco de LP y parlanles estereofónicos, ha dejado lugar hace tiempo·a tos centros musicales múltiples con radio, CD, grabador y r~ productor de cassette y baffles separados, se observa un nuevo acercamIento al "combinado", que en 1992 es muy distinto del que conocimos anteriormente. También su nombre cambió: ahora se llama TEATRO DEL HOGAR (HOME THEATER) Yse construye alrededor de un televisor estereofónico depantalla grande, al cuaf se agregan equipos de discos compactos (CD), discos LASER (LO), videograbadores y otros equipos, como veremos en el presente trabajo. Por Egon Strauss 1. El teatro del hogar Un antiguo adagio dice: nada se pierde, todo se tra nsforma. El combinado de
facilidad de transporte del audlograbador y el sonido poderoso del combinado y esta [unción
lo mejor de dos mundos: la
la cumple el centro musiCal aún hoy, 51
bien ya son muchas las unidades que incorporan un reproductor de eD(dls·
antes. con todas sus lim llaciones era. en
cierto modo un centro del hogar. bien definido y prácticamente inamov ible,
que en ciertos momentos tenia la virtud de reunir a toda la famUia alrededor de él y. a veces. también amigos e invitados
..
que disfrutaban de la musica estcreofóolea que emanaba de sus poderosos parlantes. Todavía en 1975 y. más tarde también, el combinado eslereofónlco era muy POP4.lar y se fabricaba en canUdades interesanteS'CIl todas las Industrias del ramo. El advenimiento de la televisl6n y del grabador de aud!o-casStlte dividía este mundo acústico en forma aparentemente termina nte. El televisor brindaba información visual con un sonido bastante ddlclente y el grabador de cassettes de audio era portátil y mucho más cómodo que el combinado con su tocadlsco. Los centros musicales buscaban aportar
Entrad8S mtiltiples al televlsOT.
56
EL
C OMBINADO
En otras latitudes existe hace tiempo el concepto del "Teatro del Hogar" (HOME 1HEATERl que es accesible por su costo a muchísima gente y. de hecho. ya esta en miles y miles de hogares, Esta modalidad ha hecho incursión en muchos hogares de los países latinoamericanos, pero esta vez el centro del Teatro del Hogar es el televisor, En muchos de estos paises existen emisiones de televisión con sonido estereofónlco de alta calidad y'la posesión de un televisor con sonido esteroofónlco y de elevada palencia es casi una necesidad Impresctndibk. La conformadón básica de este teatro
Un sistema de Teatro del Hogar.
UbIcación de parlantes en el Teatro del Hogar de Phllips.
cos compactos) que se puede conectar fácilmente al centro musical, si no lo trae ya de fábrica. Sin embarga se produjeron importantes innovaciones que
hoy día pennilen ampliar el campo de acción del 'combinado' y del "centro
musical". Nos referimos al hecho inne-
gable que, en el rondo. el placer auditivo que blindan ambos. no está completo si no es acompañado por el placer visual. que brindan el televisor, el videograbador, los videocasseUes grabados por el dueño de casa con su Camcorder y. evcntuahnente. el disco Láser lID).
57
del hogar es un televISor con sonido estereofóllic,O, generalmente con pantalla de 29, 30 ó 33 pulgadas (73, 76 Ü 83 cm) de diagonal. rodeado de 4 ó 5 parlantes . en conexiones especiales con DOLBY SURROUND SOUND ¡sonido envolvente DOLBYl. reforzador de graves. etc., conectado a oLTos equipos auxiliares. como el videograbador. el reproductor de CD y LD Y otros que vemos en principio en la figura L Se observa el televisor rodeado de equipos de audio, camcorder, vldeoJuego. receptor satelital. reproductor de ID y videograbadores de S-VHS yVHS. En la figura 2 se observa la disposición de estos equipas que en parte están incorporados en el mueble que sirve de apoyo para el televisor. En la figura 3 vemos un sistema HI-R, donde se usan 5 parlantes. 1 woofer en el centro del frente. 2 parlantes laterales y 2 parlantes de son ido envolvente (DOLBY SURROUND), ubicados en la parte posterior del area de audición. En la figura 4 vemos los componentes básicos sugeridos por Pioneer, con su televisor de proyección de 50 pulgadas (1,27 metros) de diagonal. un receptor de Audlo/Vldeo, un reproductor combinado para CD y lO Y 6 parlantes, Se observa que las propuestas son muchas. pero t0as incluyen la reproducción mejorada de un sonido mejorado, En España y otros países europeos se usa en muchos canales de 'IV el sonido NICAM que es digital y de alta fidel idad
EL
COM B INA DO
Pioneer Home Thealer -- ----- -----~, .
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CLD - D701 Combina tirm CD/LnSf:rDi.sc Player
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V S X - D 90 JS
AudioNideo Recdver 5 - V401 K
Homc Theater Experiou:t:
Spwm:r-s
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La propuesta de Pioneer.
estereofónlca. En otro artículo anterior describimos este tipo de transmisión.
y pronto lo serán tamhi:n los MD (MINIDISCJ y el DCC (D IG ITAL COMPACT CASSETIEl. que usan técnicas d[~ltaJes
Pero aun cuando no se usa este sistema en lV, existen otras fuentes dIgitales de sonido, como los CD y los LO Que estan disponibles en todas partes del mundo.
con comprensión de señales. Por lo tanto veremos en el próximo bloque. mas detalles sobre la elaboración del sonido en ellealIo del ho~ar.
58
2. El sonIdo del teatro en el hogar moderno El primer tema es desde luego el DOLBY SURROUND, que se encuentra rncorpo-
rado en una gran cantidad de modelos de televisores de todas las marcas. En la
EL
C OMBINADO
- ngura 5 vemos el esquema en blo-
,
nales L Y R son llevadas también a un sistema de resta (bloque 3) que produce ques de un derodl- una seftal (L • RI. que es la señal de difeficadar de DOLBY rencia de las componentes estereofónJSURROUND. En el cas, L y R. La señal (L - R) est:á en oon-
•
-
mismo se observa
"~=::::=: •
•
•
,
Esquema en bloques del SURROUND SOUND.
secuencia desfasada con respecto a las
que existe una en-
señales L y R originales (ver el signo ne-
trada de dos señales. L y R (Izquierda y derecha),
gativo que significa un desfasaje de ISO
Estas señales son
término que merece una consideración aparte. El "alistado' o plegado de frecuencia, se puede producir en sistemas en los cuales la seftal aplicada supera el ancho de banda asignada a la misma. Esto puede ocurrir generalmente en un conversor anal6gico-dlgUal cuando no se cumple el teorema de Nyqulst que exige que la frecuencia máxima no debe superar la mitad del ancho de banda disponible. debido a que la frecuencia de muestreo, fs. debe ser el doble de la frecuencia máxima. Nyqulst expresa este teorema como fs O! 2BW. donde BW es el ancho de banda asIgnado. SI la frecuencia máx.ima del sistema es de 14kHz. la frecuencia máxIma aplicable no debe ser superior a 7kHz. En caso contrarkl se produce el efecto del "alisiado' que se manifl.esta como aparición de señ ;\j ,~ s espúreas en el canal de audio. Una vez mtrado en el bloque 4, la señal llega al bloque 5 donde es sometkia a un retardo en su tiempo de propagación que junto con el desfasaje anterior de [L Rl. permite crear el efecto espacial del DOLBY SURROUND. El siguiente paso es el bloque 6 Que actÍla como mtro pasabajos de 7kHz, eliminando todas las frecuencias superiores a esta frecuencia. El flllro del bloque 4 facilita esta tarea, al cercenar ya de entrada las frecuencias Que se desea elaborar. El bloque 7 que sIgue a continuación es un procesador DOLBY B modlflcad.o que actÍla como reductor de ru!d()S. Como se sabe, los sistemas de reducción de ruIdo del tlpo DOLBY son sIstemas comp1ementarkls que reducen o expanden ciertas frecuencias del espectro audible. logrando asi la reducción del ruido audible. Esta seJial 'S' (SURROUNDI fue formada a partir de la señal de dife- ·
balanceadas en el bloque 1 y llevadas
en forma directa a un control maestro . tle volumen (bloque 21. Las dos se-
WOOfER
EJWOOFER.
59
grados). El bloque 4 es un filtro de "anUalislado".
EL
C OMB IN ADO
rencla (L - R), fue limitada en frecuencia y retardada en el L1empo y con estos medios agrega una componente al sonido anglnal que simula un efecto espadaL Esta señal modlflcada entra en el tennlnal "S' del control de volumen cenuallb)oque 2) y sale en forma separada al conjunto de parlantes del sistema SURROUND (salida 11). Los parlantes principales de izquierda y derecha lsalida 10), reciben el sonido a lraves del control de balance (bloque 8). En la figura 6 observamos el aspecto de WOOFER incorporado en el televisor (figuras 6.A y 6.B), con una caja acústica de 6 litros y un conducto de aire al ex-
terior. Los parlantes laterales de este modelo se observan en la figura 7 y los parlantes SURROUND, en la figura 8. El sistema descripto se ajusta a las Nor-
mas DlN 45500 que, como se sabe. incluyen las especiBcactones para equipos de alta Odelidad HHI. Los valores más importantes de esta Norma surgen de la
Tabla 1. Teniendo en cuenta estas especificaciones. no nos sorprende que el televisor que estamos descn'biendo. por genU1eza de la empresa Philips. posea también otras características de calidad. tales como el control automático de sonor1-
.,
Los parlantes laterales.
Los parlantes del SURROUND SOUND.
60
EL
COMBINA DO
TABLAL Las especifICaciones de Hi·Fi de IClS NormClS DIN 45500
Potencia minima (diStorsión armónica total) gama de frecuencia ±l,5dB modulación cruzada relación señal-ruido en 20 wall
mayor que 2 x 6 waU menor al 1% mejor que 40 a 16.000Hz menor a 3% mayor que SOdB
separación de canales en 1kHz mejor que 40dB separación de canales entre 250Hz y 10kHz mejor que 26dB
dad lAlITO-LOUDNESSl cuya respuesta vemos en la Ogura 9. También existen controles de tono de graves y agudos. seleccionables en los modos de señal vocal y seilal musical (MUSIC/SPEECH MODE) cuya respuesta se observa en la figura lO.
3. Los tubos de Imagen para el teatro del hogar Los tubos de imagen destinados a los equipos del teatro del hogar. pueden dI-vidtrse en dos grupos: los tubos de visión directa y los tubos de proyección. Ambos tienen caracterisUcas de avanzada que veremos brevemente a continuación. 3.1. Los tubos de visión directa Las caracteristlcas más sobresalientes de los tubos de imagen de vtsión directa
Respuesta del control automático de sonoridad.
Respuesta de Jos conlroles de tono de graves y agudos para mus/ca y señales vocales.
61
Incluyen en la actualidad las siguientes modal¡dad~s constructivas: pantalla plana rectangular. frente negro y máscara de lnvar. El concepto FSQ (FUT sgUARE) Implica una pantalla casi sin curvatura y con esquinas rectangulares. no redondeadas. En la Ogurn. 11 vemos esta construcción en el tuoo de Imagen usado por Zen ith y en la figura 12 ve· mos el aspecto del tubo FSQ de Phll1ps en el cual se aprecia el vidrio oscuro frontal y la máscara de Invar. El Invar es una aleación de 36% de ni· Que! y casi 64% de hierro. con restos de manganeso. silica y carbón. Ellnvar es un material creado por el lnvesugador suizO Charles Edouard GuJllaume en el afIO 1898 y es sumamente estable en cuanto a su expansión térmica. Por este moll\'o se 10 usa en la actualidad cano material para las mascaras perforadas en los tubos de imagen lo que permite una imagen detenida en la pantalla con el consiguiente calentamiento local ma· yor de la mascara, pero sin ninguna variación en cuanto a la pureza de los colores. En los tubos convencionales se puede producir una variación cromática local bajo la influencia dellmpacto de los electrones sobre la superficie de la mascara durante la proyección de una
I lI l
E L
C OMB I NADO
El lubo de lmag.en de Zenilh.
imagen detenida. Este efecto no se produce con una imagen en movúnienlo ya que en la misma el impacto de los elec· trones se efectúa en forma aleatoria y permite un enfriamiento más parejo de la máscara. El vidrio oscuro del frente con un coeficiente de transm isión lumj· nlca muy bajo. brinda una imagen con un 50% mas de contraste. especialmen· te notable durante la observación de la pantalla en plena luz de día. Esto impli· ca también una alta tensión s uperior a los 30 kilovolt. para mejorar el brillo y contraste. Este elevado valor de la alta tensión del tubo de imagen brinda, tambIén. una resolu ción mejorada :de lá imagen en concordancia con la mayor
..
rtsolucl6n de la lD1V (lMPROYED DEFI· NmQN 1V == 1V de resolución mejorada) de 700 a BOO lineas horiZontales que se obtiene"en forma digital en el televisor. 3.2, Los tubos de proyección
En los televisores con una imagen mayor que 1 m de diagonal. se suele usar tu· bos de proyección que son capaces de producir una imagen con casi 3 metros de diagonal. Esto corresponde a una superficie de 2,40 x 1,80 metros. Para poder usar este lipo de Imagen es necesa· rio,. por supuesto. teper un ambiente adecuado que, probablemente. no debe ser menor que 5 m por 15 m. pero desde luego existen numerosas viviendas con
62.
estas dbnensiones, aun cuando no sean la mayoria. En aquellos casos que requ ieren una imagen de este tamafJ.o y que disponen del espado necesario, se usan entonces tekvlsores con tubos de proyección. E!r tos tubos deben poseer las mismas ca· racleristlcas cromáUcas y luminlcas que los tres haces electrónicos de un tubo de visión directa con sus fósforos carrespondienles. Esto significa que se necesitan tres tubos de proyección, uno cada uno para rojO, verde y azul. Eslos tubos se montan en sopOltes adecuados y su convergencia sobre la pantalla debe ser perfecta para lograr la imagen en la pared o en un telón cerca de la pared. El prindpio de construccl6n de estos lu· bos de proyección es ampliamente conocido desde hace muchos años. pero la construcción que se usa en la acl uall· dad ha cambiado bastante. En la figura 13 vemos un corte transversal de un tubo de proyección que posee una construcción de doble pared. de tal manera que entrt la pared tx1erna y la Interna. . se encuentra un liquido que actúa como refrigerante y romo elemento óptico. De esta manera se obtiene un sistema de lentes que producen una imagen de mayor resolución y caJidad óptica y cromáIica. Este sistema de lentes actua en cierto modo como el fondo negro que se encuentra en los tuoos de visión directa y que mejora la rendición cromática. DIcho sistema ayuda tambU:n a lograr un ángulo de visión fronlal de 160 grados. La Intensidad del l1uJo lumíniCo del conJunto de tubos de proyección es de 550 fooUamberts igual a 1884,5 candelas por metro cuadrado. (Nota de! autor: las unidades de fluj o lumínico que estamos usando son, tal ver., conocidas sólo por una parte de nustros lectores. debido a que su uso no es muy frecuente. Por lo tanto, queremos recordar que la def1nJclón de la candela como unidad de la Intensidad luminlca es la Siguiente: la candela es la intensidad lumínica en dirección perpendicular de una superficie de 1/600.000 de metro cuadrado. de un cuerpo negro a la temo peratura del platino congelado, bajo una
EL
C O MBINAD O
Tubos de proyección.
presión de 101325 newton por metro cuadrado. Esta definiCión fue aprobada por la CGPM = Conferencia General de Pesas y Medidas, en 1967}.
4. Conclusión EJ "Thatro de! Hogar" es un digno sucesor del ·comblnado· tradicional, transportado a la época actual. En fu turos articulos ampUaremos algunos conceptos de este Interesante tema. O
.
El rubo de úoagen de Philips.
63
VIDEO
DISCOS COMPACTOS (Conclusión) i En la primera parte de este articulo sobre los discos compactos de , video o discos láser (LD), vimos algunos aspectos relacionados con su grabación y construcción. En esta segunda parte veremos la conslruccióh interná de los reproductores de LO.
3. Los reproductores de l O Antes de profundizar algunos aspectos relodonados con los reproductores de l D propiamente dichos. veremos en la Tabla 2 los- característicos de los diferentes lipos de discos compac tos de video que el reproductor de tD est6 en condiciones de elaborar. Estos d iscos son: -l D, CDV y CD . Se observa ' que el reproductor. de lO permite también la reproducción de-lbs discos compactos (CO) convencionales . .
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Por Egon Strouss
En lo figuro 6 vemos el diagrama en b loques de un reproduc tor de l D. Se pueden d istinguir bósl· comente las siguientes secciones: lo sección del p ickup óptIco que consiste del 16ser y de los dispositivos opto-electrónicos que permiten la lectura del haz re fleJado p or la su perficie grabada por medio de pocltos del disco 16ser LD y su conversión e n ser'l9 les eléctricas. la sección del preompllficador que amplifica las señales débiles p rovenientes de los diodos tatosensibles.
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TABLA. 2. Comparación entre CD, CDVy LO Caracleríslica
LO
forma y malerial d~1 . disc o
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aUdio .". . sqlo 'a!JÓ¡Q y vid eo ,. audio digi.t91 c uqio analogico
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audio
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20crn 2 lodos acrílico plota no
lOCO
RPM rev.! mino
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CDV CLV 30 cm single 20 cm . 20cm 20crn 1 lado 2 1adós l iado -------acrílico policarbonato plato p10ta dorado no 2Omin. no digital 6Omln. Xlmin. 5min.
CAV 30 cm
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CD 12cm liado
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DE CONTROl
I E s q uema en bloques de u n repr odu c t or d e LO.
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la sección da demodulacl6n de la saool que posee varIas etapas poro separar las co m pon entes Individuales de lo se"o l compuesta y elaborar codo una de ellas. las se"ales digitales de audIo son aplicadas a un con versor digital-analógico d o nde sa len los seflales demodulados d el ca nol de Izquierdo y del canal de derec ha. El demodulador de FM de audio sepa ra los ser'lales de audIo analógicas. FInalme n te, el demodulador de vide o produce las sefloles de video de lumlnancla y cromlnancia. Lo sección de movimiento mecónlco : Est o seccl6n Incl uye el moto r del eje que hace g irar el d isco lO y el mecanismo de transporte del pic k up óptico. Los diferentes servomecanismos: El servo de seguimiento (TRACKING) y foco que procuron que el pick u p óptic o esté permanentemente en su p osició n correcta , t an t o en su posición horIzontal (TRACKING) como vert ical (foco). para lograr siempre una lectura c orrec ta d e la senal. Temblén hoy un servo d e b ase de tiempo cuya función es la de ellmlnar las jrregula-
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El plck up óp t ico .
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DI S C
OS
COMPA CTO S
ridades causadas por el eventual descen trado del disco y su vibra ción, Otro control de servo es el correspondiente a la compensac ión de la diafonía causado eventualmente po r la curvo tura del disco. Finalme nte existe un control de operacion es a b ase d e un ~tP qu e reg ula y con trol a los movi-
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El principio de la captación de la señal.
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Velocidad normal.
V I DE O
m ien tas n ecesarios paro la rep ro ducción con efectos especiales, acceso alea torio. programación. e tc. En lo figura 7 vemos el plc k up óptico que consto de d i fe ren t es com pon e ntes que ve m os o con tinuación con sus funciones respectivas . El retlculado (1) divide el rayo lóser en tres subdivisiones para cumplir las tareas de enfoque. seguim iento (TRACKING) y lect ura de la señal. Este efec to se produce en el re tlc ulado p o r la difroc ción óptica del rayo lóser. El fUtro (2) corrige lo d istri bución energé tica del royo lóser y evita lo producc ión de rayos interferente s entre los diferentes componentes. El separador de royo (3) d ejO pasar el haz proveniente del dIodo lóser en linea recta . pero desvía el haz reflejado q ue proviene de la superficie del d isco. Este haz reflej ad o en 9D grad os puede llegar o los (otodlod Os a travesando la lente cilíndrica (7). La le nte de colimación (A) es usa da para lograr q ue el haz se concentre en ra yos paralelos y atraviese así la placa de un cuarto de longitud de ando (5).
I
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DE
Lo p laca de un cua rto de longitud de onda (5) modi fica la polariza ción del rayo lóser y logra d e esto manera la deflexión en el separador de rayos (3) al pasar el haz re flejado d os veces p o r lo placa de un c uarto de longitud de onda (5). uno vez al sa lir del lóser y la segunda vez al ser refleJado po r el di sco metalizado. Esta Inversió n doble es de 90 + 90 = 180 grados y prod uce la reflexión lateral en el d ivisor (3). La len te d el objetivo (6) produce lo convergencla d e l rayo láser en la superfiCie del disco a nivel de los pozos . En este punto se p roduce la corrección en sen tido horizontal que afecta el TRACKING y e n sentido vertical. q ue a fecta el foco. de acuerdo con las flechas ind icadas en la fig ura 7. mediante los servas respec tivos, Lo lente c ilínd rica (7) func iona Junto con los fotodiados (8) para p roducir las señales de a udio. fo co y TRACKING. En la figura 8 vemos el principio de la c aptaci6n de las señales. Se observo en la figura B.A Que las superficies pionas reflejan toda la luz inddente. en cambio en 10 figura 8.e vemos que las salientes produce n la d ispersión de la luz Incidente y muy poca luz es reflejada para llegar al diodo fotosensible. , En la figura S.C vemos cómo la p osición d e pozos y"p lonos a fecta la luz reflejada y permite lo re cons'trucc ión de la señal orig ina l en los fotodlo-
DI S C O S
C O M P A C T OS
dos. lo seool de solido de los fotodlodos es un fiel rerteJo de la sel"lal grobado origina lme nte, como vimos en la figura l.
4. Algunas prestaciones del rep roductor de LO El sistema usado e n el LO poro grabar sef1a les de audio y video en un mismo disco. se destaca por
Reproduccióll Illvertida .
Im age n de t enida.
DE
VID E O
.
el hecho de Que el disco no ent ro en contacto en nir:'9ü n momen t o con dispositivo al g uno. En los d iscos com unes ero la púa, en los grabadores de a udio y video es lo cabe zo grabadora / re pro· ductora, pero en el d isco lD no existe ninguno d e e stos d ispositivos. Esto, desd e luego, fav o rece enormeme nte la co nse rvación y d urabilidad d el LO , pero a d emós permite una serie de prestaciones adicionales Que son Imposibles d e realizar en su totalidad por ningún otro siste ma . Se pueden registrar e n e l d isco LO al c omienzo los números de Identificación de cuadros y/o capitules en un índ ice. llamado TOe (TABl E O F eONTENTS::. Indl' ce) . Este Tn d lce es transferido 0 1 com enzar lo eJecu· -dón del LO a uno m emoria Interno Que permite 01 ~p del sIstema Identificar cuadros. capTtulos (un grupo de c uadros) y tambIén el tlempo transcurrido desde el comienzo. En los discos lO del tipo CAV de velocidad angular constante . se p uede identificar de esto m anera hasta cuadros IndivIduales y producir su reprOducción en forma dete nido a voluntad. En los discos CAV y ClV se p u ede p roduc ir también la Identi ficación d e capítulos y/o tiempo transcurrido p a ra h o llar uno sección de term inado. En muchos reproductores e xiste lo fun c ión de - int er p l ay ~ e n la cual el equipo reproduce los comienzos de coda caprtulo durante a lgunos segundos, lo que permite Identificar est os seccion es d el disco. General· mente aparece en este caso j unt o con lo ima· g en y el sonid o. en el tel evisor. también lo nume· ración del capitulo en la pantaUa y en el display del equipo. Otlas prestaclon es consisten e n los etectos es~ peclales, como imagen deten ida. avance c ua· dro por cuadro, velocidad lenta , normal. doble y eventualmente trIple. En lo figuro 9 vernos lo Que sucede durant e lo rep roduc cló n no rmal. en la cual el lóser comienzo e n el circulo Interno y va avanzando hacia el borde exte rno. En la pOSición de reproducción Invertida, Que se observa en la figura 10, se puede notar Que el lóser con el plck up óptico retrocede del b ord e h acia el centro . FI· nalmente, en lo figura 11 se obseNa lo que suce· de en el caso de la imagen detenida. en lo c ual el lóser recorre un cúadro completo y vuelve nu eva men te al comienzo del mismo, repitléndo· lo. Esta repe tición prod uce la Impresión de una imagen detenida. Un proced im ien to similar p ermite también ma re · p roducc ión mós lenta o mós róplda de lo norma l, al ejecutar varias pistas y sa ltar de nuevo a lo pis·
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DI S C
OS
C O
M
PA C
lo Inic ial. Efectuand o este p roc eso varias v e ces. se pued e c on trolar la rep roducci6n en un o c tavo o un cuar to d e la v e lo cidad no rma l. c on mu y buenos resu ltados. El logro d e e fec to s e speciales es en principio s610 p osi b le c o n los re p roductores y d iscos de tipo CAVo que p erm iten e l almacenaje de l c onte nid o de un c uadro. p ero en la actualidad existen me morias d igita les In terno s en los reprod uc tores q ue p er mite n m u c hos efec tos especiales t amb ién con los d iscos del tipo Cl V. Los discos LO d el tip o CAV poseen generalmente ta mbié n otra s c ara cterísticas espec iale s. toJes c omo una Imagen d e t enida y un sonido norma l. Lo Ima g en puede even tualmente q uedar d e tenid o d urante un b rev e la pso de ti empo y d esp ués ca m b iar. si e m pre ocornpor'lada por u n so n ido c omp le ta mente norrnol o diferencio de equipos de vid e ogra bación d onde uno Imagen detenid a se p roduc e sin son ido. Este lipa de visualización de Ima g en c a mbia nte en in lervalos reg ulares, se con oce la m b ié n c on e l n ombre d e EFEC TO ESTROBO SCOP ICO . También el eq uipo pe rm ite una pro y ección d e Imágenes múltiples tipo MOSAI-
TOS
DE
V I D EO
CO . u airo de Imagen d ividido. Los reproducto re s múltip les, optas poro CO, COV y LO . ton populare s en lo actualid ad , permiten o tro e fec to esp eclo l: a lmoceno n uno Imagen p reviamen te graba do y provenie nte d e un d isc o l O del tip o C OV, en lo memorio y lo exhiben en lo ponto llo. mient ra s re pro duc en el sonido de un C D. Uno prestac ión adicional d e los d isc os W es en lo a c f ualldod lo pOSib ilidad de obten er en el f elevl sor la CLOS EO C APTlON (tílu los encubiertos) que p ermiten o aquellos p ersonas personas c o n imped im entos d e a u d ición leer lo s d ló lo gos en form o re sumido y hasl a efec l o s son o ros en gene ra l. qu e a com pañ an lo pe lfc ulo g rab ad o. Desd e luego. tonto el LO c o m o el te levisor d e b en estar e q ui p a d o s c on e st o p res tac ió n . En cuan t o a los t elevis ores cabe ser'lalar qu e la C LOSE CAPTlO N en tele visores e s oblig a torio o partir de enero de 1993 en lo s Estados Unidos. Al incluir este ef ec to en tos lO , se extien den los b enefici o s del mism o t am bi én o lo s usu arios de los mism os . Los d iscos LO que p ose en esto c o roeteristi c a . co nti en e n en su sobre u no Indica c Ión especial en este senti do . O
68
RADIOA RMADO R
DISENO DE
ANTENAS PARA TV Son muchos los leclores que nos consultan periódicamene acerca de cómo solucionar inconvenientes en la recepción de imágenes de televisión, ya sea en Ss. As. o en ciudades del interior. Lo que pocos lectores conocen es que el diseño de antenas para este servicio escapa un poco a la teoría general de antenas, por tra· tarse de elementos que operan para varias-frecuenclas con un gran ancho de banda. Esto hace que en numerosas ocasiones las antenas disponibles en el mercado no sean las más adecuadas, primero porque el vendedor desconoce las características de la misma y luego porque sería imposible diseñar un elemento para cada caso en partícular. En este artículo expticaremos las prIncipales carac· terísticas que debe reunir una antena para TV y qué modificaciones se deben elecluar o qué cosas se deben tener en cuenta en (unción del lugar de recepción, quedando para una nueva enlrega la conslruccción de irradianles especificas. Ing. Luis H. Rodríguez n Sl:rvlcJos de amplitud modulada eslamos acostumbrados a trala.\' , con señales cuyas bandas lalerales
E
se modula en fre cuencia sobre una portadora que está 4.5M Hz por encima de la portadora de video. con un ancho de ban·
da total de 0.5MHz tal como se puede observar en la figura 1. . . Eslas caracterisUcas condicIOnan el disc-
--
poseen sólo algunos kilodclos a cada lado
de la porladora. mientras que en FM dicho ancho de banda puede extenderse a 10 sumo a 200KHz. En los dos casos la modutante es Ul1t.l seflll.l de audio que permite tener un anello de banda relativamenle reducido pero en transmisión de señales de lV, (ot"'/.osamente la stiml de \ideO requiere un ancho de banda mayor para que la imagen reproducida tenga buena dcOnición. Normalmente se habla de un video con un ancho de banda de 4.5MHz o mas. En la norma N empleada en Argentina la porladora de video se modula en amplitud en lo que se denomina sistema de banda lateral vestlglal. que consiste en enviar una banda lateral completa (4.2MHz) y un pedazo [vestigio) de la otra banda lateral [0.75MHz] con el objeto de reducir el ancho de banda total, El sonido
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DISEÑO
DE
ANTENAS
PARA
TV
Podemos determinar empíricamente la distancia "A" máxima de separación entre antena lansmlsora y receptora en función de sus alturas (hl y h2 respectivamente). A= 5,4 [M dE:!1
z
730 - - - - - - - - - - -
donde A :: separación máxima entre antenas receptora y transmisora para que haya comunicación (en km) h 1 :: mtura de la antena transmisora [en m) h2 :: mtura de la antena receptora (en m) Por ejemplo, si la antena transmisora tiene una mtura de 169 metros y la receptora está ubicada a 16 metros de altura, el mcance máximo será:
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[,159 d161 = :: 5.4 (13 + 4):: 91,8km
A = 5,4
lo
Una antena presenta una componente reactiva si es tratada con una fre-
cuencia distinta a la de su resonancia. flo' de las antenas receptoras ya que se re-
del ca:;o empleado en radiocomunicacio:
quiere un ancho de banda elevado para f¡~ccucIlcias porladoras que, como se sabe. no pueden ser inferiores a 10 veces el ancho de b'anda. Por tal motivo se eligen tres bandas de transmisión de señales de TV, dos en VHF y una en UHF. Los canales 2 al 6 ocupan
nes, donde es esencial tener buena ~a nancia y selectividad, por lo cum se prefiere el uso de conductores de pequeña diámetro o incluso alambres. Pero este no es el único inconveniente, pues atendiendo a las leyes de propaga~ dOn de las ondas electromagnéticas. la cOlllunicación por TV debe establecerse a través de las ondas terrestres ya que las ondas de esp~i0 penetran mucho en la alta atmósfera haciendo que las ondas rellejadas caigan fuera del globo temíqueo lo que descarta este modo de comunicación. La onda terrestre. por tratarse de frecuencias superiores a los 50MHz se propagan en forma rectilínea en todas direcciones por lo cual el área de se1\licio estará íntimamente ligada a la altura de las antenas. En realidad. en la práctica se supera el meance teórico debido a sucesivas refracciones que ocurren cerca de la corteza teITestre influenciadas por el campo magnético terrestre, lo que hace que el rayo emiUdo se cU1\le ligeramente hacia la tiena en lugar de seguir una línea recta.
frecuencias que van desde 54MHz hasta 88MHz, los canales 7 al 13 [denominados canales altos de VHF) abarcan desde 174MHz hasta 216MHz y. por último, los canales 14 al 84, ya en UHF. se encutIltran por encima de los 400MHz. Es fael! darse cuenta, enlonces, que las dimensiones de las antenas para TV no serán muy grandes. El caso extremo, correspondiente a canal 2, necesitará Ull largo inferior a los 3 metros. El inconveniente se presenta en que deben tcner un factor de mérito (Q) bajo, ya que el ancho de banda es grande. Para que el Qsea bajo, la indudancia de la antena debe ser baja y la capacidad alLa por 10 cual no se podran utilizar mambres como radiadores Obli~,U")do mempleo de caños como detallaremos 'más adelante. Esto ülUmo difiere
70
Como conclusión, es necesario dar a las antenas la máxima altura posible. Si se desea saber cuál debe ser la mtura mínima h2 que hay que darle a la antena receptora conocida la distancia que la separa de la transmisora y la altura de ésta, puede despejarse la fórmula anterior: h2 = [~- - ;Ihlj, 5,4
Por ejemplo, si esioy a 54 km de distancia de una antena emisora que está ubicada a una altura de 64 metros desde la corteza terrestre y quicro saber a qué distancia, cómo mínimo, debo instalar la antena del receptor. de la fórmula antelior surge:
h2:: (10 - 8)2:: 4 metros
El ejemplo que dimos conslituye sólo una aprOximación, ya que hay lugares en el mundo donde se efectúan concursos para recepción Ox en 1V cubriendo distancias de varios centenares de kilómetros. Una característica a tener en cuenta es que para recepción de señales de TV se emplea polarización horizontal siendo común el uso de dipolos de media longitud
DI SE N O
DE
AN TENAS
PARA
Las dimensiones de Jos alambres de una antena (su seccJ6n) lienen inflL/ enela sobre su eficiencia. Guamo mayor es el diámetro menos eli· ciGllte es.
de onda que presentan una impedancia
tor en serie. el Irradiante se comportará
de aproximadamente 73 orun componán-
luma un dipolo de Iongllud rrx:nor.
dose como una carga puramente resisti · La Inductancia de va, En la medida en que nos alejamos del una antena será centro, la impedanCia aumenta hasta ha- tanto mayor cerse teóricamente infinita en los extre- cuanto mas delga· mos: por tal motivo a Jo largo de la antena do sea el alambre se Uene una componente l'eslst!va y ulla y la capaCidad aucomponente reactiva. Incluso en el PLlllto ment ará Siem pre de alimentación, en determinados casos, que sea mayor el puede no ser puramente resistiva y pre- diállletro del dipo· sentar una componente reactiva sI la se- lo, por lo tanlo, nal llcne una frecuencia que no es la de un dipolo hecho resonancia de la antena. con caños gruesos Pma un dipolo de media onda, la ngura 2 presentani. una muest ra cómo varia la impedancia en induclancla pe· fundón de la frecu encia, siendo mínima quer'la y una ca · para la fre(:uencia de resonancia de la ,m· pacldad grande, lena, Para una señal de frecuen('ja mayor con lo cual la re· que la de resonancia {fol. la antena pre· lación L/C será senta una componente inducUva. y paro pequena, el Q se· una scilal de frecuencia infertor a fo, pre- rá bajO y la antesenta una componente Ci.lpaCiuva. na podrá n:cepDicho de otra forma, una antena se COlll - cionar sena!es con porla como una bobina paJa frecuendas un gran ancho de superiores a fa y como un capacitar para banda. frecuencias inferiores a fa. La figura 3 muesDe lo e.xpuesto anteriormente surge que tra tres curvas co· una bobina en serie con tin a anle na rrespondlentes a illargar.'i flcticlamcllte la longitud de és- tres "me nas de la mientl]ls que al Intercalar un capacI· i~ual largo pero
71 SAi!a nEC111O'
TV
construidas con conductores de disUnta sección. La (1) está construida con alambre fino. la (21 ron alambre ~ y la (3) con caño de dlámetro considerable. SI bien la eficiencia de la antena es el factor mas Importante en radlocUfuSlón por lo expuesto hasta el momento, en televl· sión pesa mas el hecho de que la señal p::¡sea un ancho de barxla considerable. Como el ractor Q depende de la relación entre el largo y el dlámetro del irradiante. tn 1V se tiende a utilizar anltnas cortas y gruesas (con caños de dlametro mayor que 10 mm): así surge corno óptimo el di· polo plegado por Lener buenas cualidades en banda ancha. En resumen, las antenas de TV serán 00rizonlales, empleando dipolos de media longilud de onda construidos con cafJos gruesos. Debemos analizar ahora qué elementos pueden lograr que la antena posea mayor gananCia y dlrediv1dad, cosa que haremos en el próximo articulo. O
CURSOS
EL OSCILOSCOPIO CURSO DE OPERACION Lecció n 15 En la lección anterior estudiamos el sector de audio de una videocasetera convencional observando que las formas de onda que son analizadas con un osciloscopio no difieren mucho de las que se encuentran en un receptor de FM comlin. Sin embargo, las frecuencias son más bajas, exceplo en las etapas de modulación que aplican las señales a un lelevisor exlerno. Conlinuamos ahora estudiando las formas de onda en un aparato de videocasete y que pueden ser observadas con un osciloscopio común, pero pasando al sector de video. Por Newton e.Braga Videocaseteras Analizadas
con el Osciloscopio (11) Mucho mós complejo que el audio, el sector de video temblén tiene muchas dlferencias en reloción a lo que encontramos en un televisor carrim. De esto forma, para estudiar un aparato de vldeocosatera con un oscllcscoplo debe mos concentrarnos también e n un orlÓlisls de su prlnciplo de funcionamiento y es Justamente lo .
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1. Grabac ión de luminancia Por motivos técnicos. los grabadores de video-
casetes separan ros sel"loles de color (cromlnan-
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11 ..... 1
j,.I S IN CIIONIS" O
que harem:;» en esta lección. Sefó muy interesante paro los lectores prOfundizar en estos estudios posteriormente, pues se troto de un tema bastante extenso y que seró abordado en esta lección solamente en sus aspectos póncipoles.
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8lANCO
Transformando la selial de video enFM.
Un. modulador transistorizado de frecuencia.
72
eje) y de bril lo (Iumlnanekl). lo Q.J6 ocurre
es q ue las ser'lales de luminancla ocupan una banda muy ancha en el espec tro de video de 4MHz que volvería muy difícil la rep roducción por parte de una cabeza magnética. Lo que se hace es transformar la seool ·y· de lumlnancla en una sel"laJ de FM antes de su grabación eh \a'cinta.
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En lo figuro 1 tenemos entonces lo tronsfonnfr clón de lo ser'lol de video en L.nO sei"oOl de FM. paro el sistema de VH$, patrón NTSC. Uno portadora de RF es entonces modJlada de modo de variar su frecuencia entre 3.4 y 4.4 MHz. donde la frec uencia mós alto (4.4MHz) corresponde 01 nivel d e blanco y lo frecuencia m6s bajo (3.4MHz) corresponde d nivel de ne-
gro.
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la ser'lol de IlXTIlnonclo debe posar por un circuito de pre-énfosls antes de moduiar 10 portadora de RF. porque el c irc uito usado no responde linealme nte o cualquier banda, Esto significa que las frecuencias rn6s altas precisan ser acentuadas de 1l'"IDP0 de mejorar lo reloclón sel"\al/ruldo. ya que el ruido generado por la pt"opia ci1to. siendo de alta frecuenclo. pusde enmascorCl' 10 serd si fuera de pequeño Intensidad. En lo tlgltO 4 tenemos un diagrama en bloques del sector de graboc~n de lumlnanclo de un aparato de videocasefera común, En este diagrama tenemos las formas de onda de las seflales que se pueden visualizar con el osciloscopio en el diagnóstico de problemas o Incluso para eventuales pruebas de funciooomiento. El AGC (Control Automótlco de Ganancia), es semejante Q 19s encontrados en televisores y su finalldoQ es mantener el rWeI de la ser"lal constante Independientemente del nivel de la sel"lal de entrada, yo que puede haber variociones , cuando pasamos del sintonizador a una CÓmara. atc. El circuito de traba tiene por flnolldcx:j recupera el mel OC de lo ser"IaI de IlXTIlncnclo. en- los demós circuitos yo los vimos en su fLnclonom\ento en nuestro anóI-
TIpIcamente se utllza para modular lo sena! un mutMbrodor con el circuito de lo figLXO 2. Analizando este circuito con el osciloscopio eJe. bemos entonces observar en su entrada la set'\OI de lumlnancla del tlpo kescalera según el tipo de lmogen usada como patrón. y en lo soIIda terdremos una portadora de alto trecuen~ ~ cle modulado con voIores que vot1on entre 3A y 4.4MHz. Observe que este circuito. sin set'd en la entroda ope ra e n uno frec uenc ia mós boja (3.4MHZ). aumentando su frecuenclo hasta el móxlmo con la Intensidad móxima de lo se1'\01. varlaciones de tono de este circuito se pueden encontrar Incluso con la utilización de circuitos Integrados que reúnen ademós de esta función, o tra>. Mientras tanto. las formas de onda se mantienen y pueden ser obselVadas con un OSCiloscopio. La señal de lumlnanclo ~"O M'" contiene picos que pre/till"OIMOCNAAAA cisan ser e6mlnados onR'~ ' _ _ _-j .... , c. p.o.s.o..~ ' r tes de su utlllzacl6n !lff'l rlllU l.~ ..". 1 ~===:::: lo modulación; esto sé hoce por un circuito segador o 'cl\pper según muestra la f1gLKO 3. la acción de este segador, también puede ser vlslJollzado por el osc!I . como Importante PLIlto de InfOi'ma1.4
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Etapas de grabación de lumlnancls_
73
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sls. Recordamos una vez m6s que en los aporatos modernos la mayoria de Jos funciones se encuentran en Integrados dedicados, pero para efectos de la dld6ctlca estamos dando ejemp los con conflguroclones translstorlzadas. Vea que en los circ uitos integrados ded icados no t odos los puntos t ienen acceso para lo vlsuolizadón de \aS formas de onda con el osciloscopio.
2. Grabación d e Croma La grabación de lo señal de c romlnoncio en los a partos de videocasetero se hoce separadamente de Jos señales d e lumlnancio . l os ser'la-
les de c romlnonclo son con\f8(tidos de 3,58MHz o 629kHz. El ancho d e la banda de esto señal de 1MHz se mantiene, como sugiere la figuro 5, Observe que en este caso tenemos sola mente uno conversión de frecuencia a diferencio de lo modulacl6n que ocurre con lo lumlnancia. l a c onvE!f"Slón se hoce ¡x>r un circuito que contiene un oscilador o cristal y dos conversores, según muestra la figuro 6. En esto figura tenemos los frecuencias de los ser'Ioles que deben ser obselVOdos con la uti~zo ción de un osciloscopIo . Las forma de ondas pueden ser obtenidos en los TTlCTIuoles de servicios y diagrama s de los prop ios apara tos. Vea que ya tenemos frecu encias relativamente a ltas , d ebiendo el operador del osciloscopio usar los debidos recursos indicados. poro la observaclon de este tipo de señal. Tam b ién en este caso, las funciones Indic adas pueden estor contenidas en \.Xl único Integrodo , lo que dificulta el acceso paro la observoción d e los formas de onda,
3. Co ntro l Autom6tico d el Color Espectro convertido de crom lnancia y lum/nancJa para gra bación.
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l as sei'lales a grabar en un VeR pueden provenir d e d iversos fuentes. como por ejemplO, un sintonizador, una c6mora . etc. Esto sign ifica que el nivel de la ser"tal de c romlnanda puede varlar basIQ,. TIl'Ut A.llOll tante, conforme el c o so, lo q ue impl1 corfa una re ~ -.rIIllM. COII'It Il . OIl pmducci6n diferente. l o solución adop tada en ., . OSGlL A.IIOII los circuitos poro evitar estos variaciones consIste en lo u tilización d e un co n t rol ou t omó t lco de Diagrama en bloques del con ve rsor de crom inancls. color. Este c ircuito mantiene consta n te la ser"tal de c ro m inancla de nt ro de ciertos límites, El ACC, o Automatlc Color Control es Intercalado e n t re e l con versor de 629kHz y el fUtro de entrado. según muestra lo figura 7, Observe en este d iagra ma en bloq u e s los fre-
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El control automático de color (ACC).
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cnóllsis con el osciloscopIo. En e l final del circui' to para las cabezas grabadoras apenas es en· vlado lo ser'lol de 629kHz.
4. Expensor de BURST El ACC necesita para su funcionamiento de una tensión OC de re ferencIa que varie con Jo se i'"lo l de ent rado. p e ro que no depende de l contenido de la escena. Lo re ferencia ideal para este fin es la sel"lOl de BURST. En lo figura 8 tenemos el d Iagrama de bloques
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de este circ uito que normalmente tiene por base un MOSFET e n doble p uerta q ue amplía la señal de BURST de m odo que sobresalga en la grabación. En lo reproducción esta seool posa por un compresor. los frecuencias encontradas en esta etapa de un VCR son los mismos de las etapas ante riores.
5. Reproducción
El punto de partida de la reproducción de los seooles de un VCR. esló en el coriunto d e cabezas. Como se usa n d os cabe zos para lo lectura d e la sei'"lal de video. éstas deben ser conmutadas d e m odo de teo9f la com posición de u na seflol única o partir de las pistas que " son le ídos por sep a ro · do, como sugiere la fi· AM~I.. I FI C"OOI! f------ ....... guro 9. la conmutoclón se hace en u no frecuen cIa de 30Hz a partir de lo señal rectangular. En la figuro 10 tenem os un ci rcuito tlplco, usando transistores para la conmutacIón de las cabaEl expansor de BURST. zas de video, obteniéndose una seMI único. las formas de onda de este circ uito correspon· den pues o las se ña les de boja frec ue ncia (conmutación) y de 01ta frecuencia (video). la tensión de conmutación se obtieliG d e dos p equer"los im anes suJe- " '0 tos a la cabeza grabodora que a! girar Indu· cen por su pasaje en uno bobino captadora la señal de sincronismo. Ero la figura 11 tenemos lo se .... ol e n c uestión que p uede ser observa · d o en el osciloscopio e n formo de o nda tfplSistema de recupera ción de la seiJal de v ideo g rabada.
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en torma de onda trplco. Esto sai'd posa por lX'l circuito de conmutación que tIene un dIagrama de bloques típico que aparece en la figura 12. En este circuito existen ajustes de fose para los dos cabezas, tos cuales pueden ser alteradas de modo de obtener la sel"lOl final con 50% del
ruidos. cuyo finalidad es cortar los componentes de ruiclo de alta frecuencia que estoo presentes en la seflal.
7. Reprodución de la Señal de Crominancjo
En la fIgura 14 tenemos un dIagrama en bloques que muestro el proceso de recuperación 6. Recuperación de la señal de lo ser"lal de cromlnando e n tri VeR en el de luminoncia sistema NTSC. Lo set'lal 'Y~ es grabada según e l los diferencias en relaproceso que \limos al comienzo de ci6n 01 sistema PAL est6n en k:Js frecuencias, esta lección, debiendo ser obtenIyo que en el PAl tenedo en su forma original a partir de un sistema 'lnverso ~ según muestra mos e l empleo del cristal de 3,577578MHz que el dlagrcrna en bIoQ.Jes de la figues resultante de lo sura 13. la set'lol se obtiene e n 629kHz y ma de 3.5756 11 MHz después de pasar por un filtro po(subportodora de croso-altos, se obtlene apenas el YminandO) con 1967Hz FM . Después t enemos lo etapa (correspondientes o la OOC (Drop out Compensatlon), o frecuencia horIzontal de compensac ión de fallas en la divido por 8). Un circuito de conmutacfón transafio!. En este diagrama tenesistorizado. El DL (Doub\e Umltter System), tiene mos los diversos f repor finalidad eliminar los problecuencias que pueden mas que ocurren en la transición ser visualizados en el osróplda .de escenas oscuros y c laCíloscoplo. l o sel"lol de sincronismo ros. horizontal se consigue o Vemos enseguida e l demodulador donde son recuperados las Inforpartir de lo ser"Kl1 compuesto de lumlnoncia maciones de lumlnoncla y la etarecuperada de lo propa de de-entase que compensa la pre-enfase de la grabación. Finalpio cinta. ~'generador de pulsos para el ' . sincronismo. men te tenemos el cancelador de En Jo grabación de lo sel"lal de 629k Hz tenemos también LIiO señal de 3.58MHz generada por un oscilador local. El APC (Automotic Phose Control). garanttza la fase y lo frecuencia correctos pCJ'a la ser.al de c romlnonclo recuperado de Jo elnta. Esto es necesorlo con el fln de compensar pequenas • varIaciones que oeu· rren debido 01 slstemo mec6nlco. Circuito d. conmutación para dos cabezas de video.
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la sel"lal de frecuenckl fija de 3.56MHn~ q>l1· ca al comparadOf de fase juntomente con kl seool de BURSUamblén en 3.58MHz. extJaldo de la sei'lal de cromlnonclo recuperada de la cinta. SI hubiera alguna vcrlac16n en \o frecuencio de la seflal de cromlnanclo. la misma es detectoda por el compcrodor de fase y corrpensado. Este sistema gafCTItlza la ptoducdón de uno SEr 001bastante estable Incluso tenIendo en cuento los pequeños imperfecciones del sistema mecónlco y de la propIo cinto. El VCO (VoItage Controlted Qscilk.Jtor). generá ,una sei'lal 160 veces mayor que la freCUencia hOflzontaL lo cual dividido posteriormente por 40 resulta exactamente en los 629kHz. ObseNe estas frecuencias ..
a l proceder d anóllsis usando el osciloscopio. La frecuencia del VCO es ~captt.xada" con kl ayuda de un comparador de fase que recibe dos ser"lales de frecuencia horizontal. uno del propio VCO vía divisor por 160 y otro por el sepcrodor de sincronismo.
Conclusión
la vCl1edad de frecuencias y formos de onda es mucho mayor en k;Js etcpas de video ofreciendo osi un amplio campo de trd:>ajo para el técnico que disponga de un ~cUoscoplo y desee usarlo con toda su potenciaNdad. Bóslcamente el técnico debe saber qué forma de OI"'Ido y de frecuenda va a encontrar en codo punto del clrculto y también debe estor capacit ado paro rehocer ~ trayectos de los sefIoles tonto en la coodid6n de grabación como de reproducción de un EN!. VeR. Usando el oscilos011OOUl..AOO1I '" CIIOY,\ copio como un seguidor de ser"lOles el técnlco podrá llegar fácilmente a cualquier anormalldod de funcionamiento. ConI;.\NUI.-OoOOIII CIlII":oo. forme vimos, sin embargo. es preciso que ellécn Jco sepa cómo funciono el aparato anolizado pOfa poder hacer cualquier tipo de diagProceso de recuperación de la señal de lum/nanc/a. nóstico en función de una forr:na de onda anormal 'encontrada en un punto cualquiera. Nodo se gana visualIZar uno fOffTla de onda si no ¡.... Co.Vl IaOII es posible Interp retarla . , ~Qué tIpo de d eformat ..ZlI'.... . ~Io ne s pueden ocurrir OSCIUOOII con los fallos , qué tipo ~~n""L 3.51II1II0 de foliaS ocurren por una determinada deforma"'~1oIa , c lón? Estas son algunos " ;... .. ULTI!' L .c;A,DOII de lOs preguntas que de'" x 4 0 ben ser respondidas en toles cosos y que no dependen solamente del cono91mlento del uso del Recuperación' de la selial de CROMA en la reproducción de un V':R. '.' oscilOSCOpio. O
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