38 Generador de parábola

En la lección anterior analizamos el funcionamiento del modulador a diodos de un TV de gran tamaño. Llegamos a la conclusión  de que se requiere un amplificador de modulación con una excitación parabólica y un cambio del punto de polarización de continua para ajustar el ancho.

En esta lección tendremos que aprender a generar una señal parabólica de frecuencia vertical. Y no podemos dejar de hacerlo con las tres tecnologías utilizadas desde la década del 80 porque los primeros TV color que se vendieron en Europa fueron de 27” equivalentes a los de 29” de la actualidad.

En ese momento Philips dominaba el mercado latinoamericano y todos los fabricantes locales diseñaron variantes del concepto 20AX generalmente con tubos de origen Japonés. Creo que el único TV del tipo 20AX con tubo Philips que se fabricó en la Argentina aun está funcionando en mi casa y sin vestigios de agotamiento del tubo.

Por supuesto las tres tecnologías son:

  • tecnología de componentes discretos (es la más didáctica y la que vamos a simular)
  • tecnología de integrada con ajuste por preset
  • tecnología de  integrada con ajuste por modo service

Pero primero deberemos estudiar la teoría de los generadores de parábola que es muy simple. El primer detalle a considerar es: ¿de dónde sacar la señal de origen de la parábola vertical?

Es evidente que la corrección parabólica debe estar enganchada con el barrido vertical. Cuando analicemos dicha etapa, nos encontraremos que la bobina vertical del yugo posee un resistor de muy bajo valor, cuya tensión es proporcional a la corriente circulante por el yugo, que como sabemos es un diente de sierra. Esta es la fuente ideal, porque esta perfectamente enganchada y admite una toma de señal a procesar, pero  no tiene suficiente amplitud, pero eso lo podemos resolver fácilmente con un amplificador de baja frecuencia.

Los circuitos integradores

Podríamos simplemente aplicar un poco de “análisis matemático” para demostrar que la integración de una señal rectangular es un diente de sierra y que la integración de un diente de sierra es una señal parabólica. Pero preferimos emplear la intuición.

La primera afirmación, es perfectamente intuitiva. Si aplicamos un RC a un generador de señal rectangular y la constante de tiempo es muy superior al periodo de la frecuencia elegida, podemos suponer que el capacitor se carga tan poco que la corriente que circula por el resistor es constante porque casi no cambia la tensión sobre él.

Fig.1 Integración de una señal rectangular

Observe que el haz en verde tiene acoplamiento a la alterna porque en caso contrario la tensión continua sobre el capacitor seria prácticamente igual a la tensión de pico positivo de la señal rectangular (100V en nuestro caso).

En la figura 2 se puede observar la integración de una señal triangular.

Fig.2 Integración de una señal triangular

Aquí hay que aplicarse para entender el porqué de la parábola. Cuando el diente de sierra se va a valores negativos el capacitor que estaba cargado del ciclo anterior comienza a descargarse. Pero el nivel de descarga tiende a reducirse a medida que el diente de sierra se hace igual a cero (cosa que ocurre en la mitad exactamente). Luego comienza la carga con valores positivos y se genera la mitad creciente de la parábola.

En el caso de la señal triangular para que no se produzca distorsión la señal rectangular debe ser del orden de 100 veces mayor que la señal triangular formada por ella. En el caso de la señal parabólica la señal triangular debe ser del orden de las 10 veces mayor que la señal triangular.

Matemáticamente se puede demostrar que esto significa que la constante de tiempo RC debe ser 10 veces mayor que el periodo de la señal a integrar. En nuestro ejemplo 10 x 10.000 uF = 100.000 uS o 0,1 seg. que es igual 0,1/0,020 = 5 con 0,2 como periodo de una señal de 50 Hz.

Valores prácticos de las señales de modulación

Para el service siempre es conveniente tener una idea de los valores que deben tener las señales. La señal de entrada sobre los resistores sensores de corriente del vertical son casi siempre del orden del volt. Y la señal a generar para excitar al inductor separador del modulador es una parábola que tenga un 20% de la tensión de fuente del horizontal; es decir de unos 20 a 30V. La tensión continua de ancho será superior a la mitad de la parabólica; es decir unos 20V.

La etapa de salida del amplificador de modulación no requiere fuente. En efecto su fuente es el propio modulador que le entrega un valor medio filtrado por el inductor separador del orden de los 35V, en caso de que el transistor modulador esté desconectado.

Por esa razón podemos mostrar un circuito simulado como el de la figura siguiente en donde todo el amplificador modulador se resume en un solo transistor de potencia, excitado con un generador de funciones y que lejos de ser un circuito didáctico es una prueba de service muy efectiva, para todos aquellos que poseen un generador de funciones.

Fig.3 Transistor modulador excitado desde un generador de funciones

Lamentablemente la simulación es necesariamente lenta, porque se debe trabajar a dos frecuencias muy diferentes; la horizontal y la vertical y el simulador tiene que realizar una enorme cantidad de cálculos a ritmo horizontal para mostrar una señal con modulación vertical. Pero en la realidad Ud. puede cambiar la amplitud de la señal triangular y la tensión continua de off-set en tiempo real y reemplazar una etapa amplificadora de modulación supuestamente dañada, con muy pocos componentes. En la figura siguiente resolvimos el problema del tiempo de simulación reemplazando la etapa horizontal por una fuente y un resistor.

Fig.4 Transistor modulador con un horizontal reducido

Como podemos observar la tensión de colector cumple con todos los requisitos para realizar una adecuada corrección del efecto almohadilla. Un buen dispositivo de service para los casos difíciles donde no se pueden deslindar las responsabilidades fácilmente es un generador de funciones conectado a un transistor TIP41C con un disipador y un integrador en la base.

Prácticamente todos los generadores de funciones tienen la posibilidad de generar una tensión de Off-set variable que sirve de polarización de base para ajustar el ancho y un atenuador que ajusta la corrección de efecto almohadilla.

Televisores con circuito modulador discreto con presets

¿Una antigüedad? No, se equivoca. Es el tipo preferido de los fabricantes de plaquetas universales de TV completos porque fabrican una sóla plaqueta que sin el circuito modulador sirve para 20” y con el modulador y un disipador más grande que incluya también al transistor modulador sirve para 29”.

En el cono sur, una de las marcas más conocidas se llama “Miracle” y como la usamos en Escuelas Picerno para hacer prácticas, la conocemos muy bien. En la figura siguiente se puede observar el circuito de la sección de modulación.

Fig.5 Amplificador de potencia del modulador

Observe que se trata de una etapa fuertemente realimentada negativamente y con elevado rendimiento. Para analizar la polarización inicial observe que el diodo D1 es solo un componente de protección para evitar que se queme Q1 por tensión inversa de base. Como el generador de funciones no tiene casi tensión de polarización, Q2 conduce y levanta la tensión de colector; pero entonces comienza a conducir Q1 y reduce la tensión de colector que se realimenta negativamente al emisor, por medio de R1. Al aumentar la tensión de emisor de Q2 el mismo tiende a cortarse contrarrestando la acción inicial de hacerlo conducir al bajar la tensión de base.

En la figura siguiente se pueden observar los oscilogramas de entrada y salida que nos indican que la etapa esta funcionando adecuadamente.

Fig.6. Señales en el amplificador de potencia

Generador de parábola y ancho

En la figura siguiente se puede observar el circuito completo de una plaqueta Miracle pero modificada porque el circuito que viene con la plaqueta es una obra maestra del error.

Fig.7 Circuito completo del generador de parábola y ancho

Como se puede observar, reemplazamos el circuito de horizontal por un resistor y una fuente para poder hacer una simulación más rápida solo a la frecuencia de vertical.

El generador es un circuito muy sencillo, fabricado con un solo transistor que toma señal del resistor sensor de corriente vertical, representado en este caso por el generador XFG1, que genera un diente de sierra de 1V pap de corriente alterna.

Cuando se quiere amplificar una señal alterna, se suele utilizar un capacitor de acoplamiento; pero en este caso, por tratarse de una señal de 50 Hz se requiere un capacitor grande y entonces se prefiere correr la señal alterna hacia positivo mediante R1 y R15. El transistor Q3 posee una estabilización de su polarización por realimentación colector base mediante R5.

El transistor amplificador tiene una realimentación negativa capacitiva entre el colector y la base mediante C2 y C3 con una minima corrección, realizada por R3. Pero prácticamente podemos considerar que es un amplificador de elevada ganancia de CA con una realimentación capacitiva de 50 nF. Este transistor se comporta como un multiplicador de capacidad, debido al efecto Miller y opera como un capacitor de 50nF x A, en donde A es la amplificación de la etapa. Si la etapa amplifica por 100 el capacitor equivalente es de 5.000 nF o 5 uF. ¿Pero porque no se usa un electrolítico y un simple amplificador para conseguir el nivel deseado de onda parabólica? Porque un capacitor electrolítico es muy variable con la temperatura y tiene una vida limitada. El capacitor formado por multiplicación es en cambio muy estable y duradero.

La parábola siempre tiene una minima distorsión trapezoidal (los bordes de la trama están mas separados en la parte superior de la imagen). La elección de R3 minimiza este defecto del generador de parábola.

Cuando el cursor de R6 se encuentra hacia la izquierda, la corrección parabólica del circuito es máxima y cuando se encuentra hacia a la derecha es mínima. El preset R7 en cambio casi no tiene parábola pero tiene continua que sirve para ajustar el ancho.

Reparaciones en el generador de parábola y salida

El método de reparación depende del instrumental disponible. Por supuesto lo ideal es un osciloscopio; sobre todo cuando se trata de una falla menor como por ejemplo una corrección distorsionada. Pero para los casos más comunes basta con una sonda de RF en su versión de audio. Alguien me podrá decir que en este caso no es necesario agregarle la sonda al tester porque cualquier tester digital o analógico responde a 50 Hz; y es cierto, pero la sonda tiene la ventaja de no responder a la continua y el tester en CA, responde tanto a la continua como a la alterna confundiendo la medición.

La sonda fue construida con un capacitor de entrada y entonces la tensión continua no queda acoplada y medimos solo la componente de alterna.

Falla: no hay corrección del efecto almohadilla

Imaginemos una falla catastrófica muy común. No hay corrección del efecto almohadilla. En la lección anterior le enseñamos a reconocer cuando se trataba de un problema en el modulador a diodos y cuando en el generador y amplificador. Por lo tanto el reparador debe realizar las pruebas indicadas y luego, si está seguro que la falla es de generación o amplificación de parábola, revisar el circuito indicado.

Como siempre, primero se deben medir las fuentes, pero en este caso una de las fuentes es el propio circuito de carga, tal como se lo representa en el circuito por V1 y R16. Para medir la fuente del circuito de carga, se debe levantar R14. Entonces se medirá una tensión de 30 a 50V aproximadamente que es el valor medio de la señal de retrazado auxiliar. Además se observará que el circuito no tiene corrección y tiene poco ancho. Luego se puede medir la tensión VCC de 24V y la VCC filtrada por R10 y C5 que es de aproximadamente 20V. Ahora se puede volver a conectar R14 y proceder a probar el circuito completo.

A diferencia del proceso normal de dividir el circuito para averiguar donde está la falla, en este caso hay una operación muy simple que nos ahorra tiempo, consiste en hacer lo que yo siempre critico, que es lo hace el indio Tocapotee. Tocar los preset a ver que pasa. En este caso aconsejo tocar R7 y ver si cambia el ancho suavemente. Si el ancho cambia significa que el amplificador funciona correctamente, cosa que podemos confirmar si medimos la tensión sobre C4 con el tester en continua y la vemos cambiar gradualmente.

En este caso la falla es de generación de parábola y son muy pocos los componentes implicados en la misma. Lo primero será medir las tensiones de Q3 ya que el mismo es un simple amplificador que tiene unos 2,5V en su colector, 1,5V en la base y 0,8V en el emisor.

Este transistor tiene una red de polarización un poco extraña, ya que combina la polarización por resistencia de emisor y la de realimentación colector a base. Si su circuito es algo diferente al indicado, no dude en simularlo y averiguar sus tensiones de trabajo.

Si las tensiones son incorrectas con respecto al circuito simulado, apague el TV y mida todos los resistores relacionados; ya que es muy fácil hacerlo con un tester digital (no use un tester analógico porque las mediciones se ven afectadas por las barreras del transistor). Por último, y por descarte, el problema restante puede ser el transistor Q3.

Hay un caso muy particular que es una corrección trapezoidal en lugar de parabólica. Es decir que al ajustar la parábola solo se corrige una mitad y la otra se agranda y la corrección esta deformada. Este es un caso donde no hay integración del diente de sierra y casi con toda seguridad se debe a que esta abierta la realimentación capacitiva (C2 o C3).

C8 cumple una función muy particular. Ocurre que el circuito no puede estabilizarse en continua hasta que no se cargue a pleno el capacitor de acoplamiento al yugo vertical. Y esto puede llegar a durar unos 5 segundos que son suficientes como para que comience a aparecer la imagen en la pantalla. Si no se conecta C8 la imagen puede aparecer con distorsiones o con poco o mucho ancho por algunos instantes, hasta que en algunos segundos se normaliza. El agregado de C8 genera cuna corriente desde la fuente de 20V que compensa la carga a masa del capacitor de acoplamiento vertical.

Si el problema está en el amplificador de potencia, es algo complicado poder determinar el componente fallado realizando mediciones con el osciloscopio o la sonda, debido a que se trata de un circuito fuertemente realimentado en donde la falla en un transistor genera tensiones incorrectas en el otro.

En estos casos y debido a la pequeña cantidad de componentes de montaje tradicional puestos en juego, lo mas indicado es desoldar los transistores y realizarles una medición de las barreras y del beta a baja corriente y posteriormente de la medición de los dos resistores que posee el circuito.

La corrección parabólica en los TVs multinorma

El circuito de la plaqueta Miracle es binorma y no tiene corrección alguna para el caso de cambiar de una norma de 50 Hz a otra de 60 Hz. Sus fabricantes estimaron que un ajuste promedio era suficiente; por supuesto que no lo mencionaron en el manual de ajuste de la plaqueta. para que sus compradores no se dieran cuenta de la falencia.

Pero la realidad es que se necesita una corrección en el ajuste parabólico. Y el circuito debe sufrir alguna modificación. Buscando un ejemplo descubrí un TV Hitachi diseñado mucho antes que el Miracle y que tiene un circuito misteriosamente parecido, solo que con el correspondiente agregado de una corrección de acuerdo a la norma.

Fig.8 Circuito del generador parabólico y corrección de ancho de un TV Hitachi de 29” trinorma NTSC / PALN / PALM

Se puede observar, claramente en este caso, el punto desde donde se toma la señal de entrada ya que el circuito vertical se encuentra al lado del horizontal. Observe que en el retorno del yugo que es la línea horizontal mas baja de la derecha, se encuentra el capacitor C611 de 1.000 uF que bloquea la tensión continua de salida. Ese capacitor no esta conectado a masa, sino a un resistor R615 de 1 Ohm y 1W.

Como por el yugo circula una corriente en diente de sierra, sobre este resistor se genera una tensión con la misma forma de señal. Esa tensión está acoplada directamente al circuito generador de parábola por intermedio de R565.

Vemos que el cambio mayor del circuito se encuentra en el centro del mismo y es el transistor Q704 que opera como llave y conecta a la red C726 VR712 a masa, derivando parte de la parábola y ajustando el TV para las normas de 50 y 60 Hz.

En la figura siguiente se puede observar el punto desde donde se toma la señal de cambio de norma, o mejor dicho la señal 50/60 que posteriormente genera el cambio de norma en combinación con el decodificador de color (arriba a la derecha).

Fig.9 Toma de la señal 50/60 para cambiar la parábola

Y por último en la figura siguiente se puede observar la etapa de salida horizontal correspondiente con el modulador a diodo.

Fig.10 La sección del modulador a diodo del TV Hitachi de 29”

Aquí se puede observar una novedad con referencia al circuito básico del modulador a diodo. Se observa la existencia del capacitor de sintonía auxiliar C721 y del diodo recuperador auxiliar D711 pero no de la bobina auxiliar. Sin embargo podemos observar que el inductor separador tiene en este caso un valor más reducido, ya que esta construido con dos inductores de 120 uHy es decir que es de 60 uHy, que es el valor necesario para la bobina auxiliar.

Es decir que en este caso, la bobina separadora hace de inductor auxiliar lo cual no es extraño porque del otro lado del inductor se puede observar un capacitor que tiene una reactancia casi nula a frecuencia horizontal y que es el C724. Solo que este caso no se puede utilizar un capacitor electrolítico común, sino que se utiliza un capacitor no polarizado de Tantalio o de poliéster no metalizado, porque debe soportar elevadas corrientes de funcionamiento.

Otro punto rescatable es observar que el retorno del yugo horizontal nunca está referido a masa porque si fuera así, no habría posibilidad de modular la tensión sobre él. El retorno esta realizado sobre el circuito auxiliar para obtener toda la modulación posible.

En el circuito se puede observar que el acoplamiento del yugo se realiza con un circuito complejo. En el modelo básico solo hay un capacitor de paso, cuyo valor ajusta la distorsión en “S” (estiramiento del barrido en los bordes) y que opera por el mismo principio de generar una parábola de tensión, por integración de una corriente en diente de sierra. Este capacitor es también de tipo especial, debido a la elevada circulación de corriente por el circuito. En efecto, en serie con el capacitor se observa una red compleja formada por L791, C722 y R701. Estos componentes generan un efecto fijo de corrección de linealidad horizontal, que de otro modo produciría una pequeña compresión a la derecha de la pantalla.

Nos extendimos sobre estos circuitos no solo para tener un ejemplo más de service, sino porque hacemos uso de este sencillo generador y amplificador en algunas reparaciones imposibles, de equipos muy modernos con micro jungla, que veremos en la próxima lección.

Conclusiones

Lejos de ser un circuito pasado de moda el generador y salida a transistores discreto, es de aplicación muy actual en las plaquetas de recambio universales. Por eso lo estudiamos profundamente y porque además le vamos a dar una aplicación como muleta en los TVs con micro y jungla en el mismo chip.

En la próxima lección explicaremos un TV con el generador de parábola integrado y con ajuste por modo service.

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26 Opiniones de los alumnos

  • jose wlater tenorio
    BRAZIL 2/3/2010 16:39

    Agadeço por mais este encinamento,que nao encotramos em apotila ou manual de serviço,muito obrigado mesmo de coraçao.

  • carlos a piratoba c
    COLOMBIA 2/3/2010 18:17

    magnifica excelente Ok

  • Fernando Morales R
    3/3/2010 7:10

    Como siempre no dejo de asombrarme con su enorme generosidad y profecionalismo benefactor sus cursos son como caidos del cielo. Cuando yo me inicie en la electronica,los profecionales eran muy egoistas,los libros de electronica carisimos(por los años50-60)mayoritariamente en ingles,salvo cuando por accidente conseguia una revista argentina de contrabando.(QUE AUN CONSERVO EN ALGUN LADO)
    su eterno agradecido femori

  • Hernando
    COLOMBIA 3/3/2010 9:34

    Totalmente de acuerdo con el comentario del primer alumno en escribir sobre este artìculo,porque tambien he sentido el egoismo de los que se creen que saben mas que nosotros los principiantes.Muy valiosos sus articulos ingeniero Picerno.Gracias

  • ramon ricardo
    ARGENTINA 3/3/2010 9:57

    realmente para mi es muy importante ya que no tube la oportunidad de poder concurrir a un instituto,gracias ing.muchas gracias

    • Chelsea
      29/5/2012 22:53

      para poder cambiar las imengaes de entrada de nuestro ipod, nos podemos ir a las herramientas del sistema, cambiar presentacion de vista y actualizar y se cambiaran nuestra presentacion mas actualizada, tambien para cambiar en nuestra computadora nuestra vista clasica a actualizada, nos vamos al boton inicio y con el boton secundario damos un clic nos va a desprender una ventana que si queremos cambiar la vista clasica o actualizada le damos la vista de actualizacion despues le damos en aplicar y listo.para cambiar los iconos de presentacion es diferente el trato de este por que hay que seleccionar el vinculo a cambiar despues con el boton secuandario hay que dar un clic e irnos hasta las propiedades y en una pestaf1a hay que cambiar el tipo de carpeta.

  • Juan Pérez
    VENEZUELA 3/3/2010 11:41

    Una explicación excelente brindada de forma sencilla.
    Gracias, Ing. Picerno.

  • C Nvs
    GUATEMALA 3/3/2010 14:39

    Gracias por Su Valiosa Información;

  • Jaime Moraes
    BRAZIL 3/3/2010 20:44

    Mais uma lição imperdível para todos os técnicos.
    Parabéns e Agradecimentos ao Engo. Picerno !

  • Alfred joseph
    COLOMBIA 4/3/2010 7:06

    EXELENTE IMFORMACION, MUCHAS GRACIAS INGENIERIERO PICERNO.

  • vicentealberto
    MEXICO 5/3/2010 10:01

    muchasgraciasporestaleccionparamiesdemuchaayuda

  • carlos antonio betancur
    COLOMBIA 7/3/2010 21:43

    ingeniero quiero manifestarle mis mas sinceros agradecimientos por esa forma tan maravillosa decolabroranos con todas esas enseñansas mil mil graciassssssssssss

  • Rogelio Torres
    HONDURAS 9/3/2010 17:59

    Agradesco mucho por esta valiosa herramienta que nos proporcionan ya que es de mucho valor en el campo de las reparaciones ATTE.Rogelio Torres de Honduras

  • Gerardo Morales M
    MEXICO 9/3/2010 21:49

    Ing. Picerno, desconozco la razón que lo impulsa a compartir parte de sus conocimientos en televisores con el resto de los humanos, pero agradezco infinitamente esta acción de su parte. OJALÁ NO CAMBIE DE MANERA DE ACTUAR, en este contexto.

  • Isidro Bárcenas C.
    MEXICO 12/3/2010 10:22

    muchas garcias Ing. Picerno por brindarnos estas invaluables lecciones.

  • orlando montoya l
    COLOMBIA 23/3/2010 21:24

    muy interesante y provechosa gracias por su excelente aporte y por su magnifica ayuda muchas gracias ingeniero pirceno

  • Mario B. Arenas Matus
    MEXICO 23/4/2010 9:26

    Estoy muy agradecido de su gran aportación y grandes conocimientos que transmite a la gente que se interesa por la electrónica. Esta lección es muy ilustrativa y de grandes conocimientos, esperamos encontrar más gente como usted, ing. Picerno.

  • numerologo
    DOMINICAN REPUBLIC 3/5/2010 19:03

    simplemente de esta forma se empodera el ser humano y se desarrolla el mundo.

  • Juan Hamud
    ARGENTINA 3/5/2010 20:06

    Muy loable la generosidad del Ing. Picerno, de quien poseo muchos de los manuales que escribio.
    Realmente muy generoso, muchisimas gracias
    Juan B. H.

  • jose moya
    CHILE 3/6/2010 19:18

    muy buena

  • JOSE M CANO
    COLOMBIA 8/6/2010 10:30

    Cartagena Colombia

    Ingeniero picerno, mi nombre es José cano mi afición siempre ha sido la electrónica
    desde que encontré su pagina en Internet e aprendido cosas que desconocía con relación a la electrónica y estoy muy contento y agradecido que Dios lo bendiga gracias

  • Maria
    URUGUAY 24/3/2012 13:24

    nececito saber mi tv no anda los colores cuando pongo las antenas parabolicas, pero cando coloco el dvd anda . es una philip 21″

  • Pharmc246
    19/4/2012 23:02

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  • Pharme712
    FRANCE 19/4/2012 23:02

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  • Duduzile
    KAZAKHSTAN 21/10/2012 2:07

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    CHINA 9/4/2013 1:03

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