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APRENDA TV COLOR EN 8 LECCIONES 39

EL SINCRONISMO COMPUESTO

Lección: El SincrLección: El Sincronismo y Etapaonismo y EtapaVVerertical de un tical de un TTelevisorelevisor

INTRODUCCIÓN

Aprenda Televisión en 8 lecciones es un curso diagramado de tal manera que el lector (alum-no) pueda “estudiar” cada tema sin necesidad de haber leído una lección anterior, suponiendo quecada persona pueda tener conocimientos sobre el tema y le interese una lección en particular. Es-te texto corresponde al TOMO 4 del Curso Superior de TV Color. En esta lección aprenderemos:

- El sincronismo compuesto

- El separador de sincronismo

- La deflexión vertical

- El amplificador vertical

- Reparaciones en la etapa de salida vertical


LA INSERCIÓN DEL SINCRONISMO

Como el video y el sincronismo deben ser enviados por un mismo canal de comunicación en-tre el transmisor y el receptor, se deberá realizar un multiplexado de ambas señales.

El circuito de multiplexado es una variante del visto anteriormente. El único cambio consisteen generar la señal de sincronismo y sumarla a la tensión continua de nivel de negro (figura 1).

Como se puede observar, los pulsos de sincronismo alcanzan un nivel superior al correspon-diente nivel negro, llamado nivel de infranegro.

Un generador de sincronismo básico, estaría formado por dos multivibradores monoestables,que determinan la duración de los pulsos de sincronismo y que son excitados por las ya conoci-

das señales de dispa-ro DH y DV, que aho-ra cumplen una dis-tinta función; ya quea su función originalde disparar los barri-dos de la cámara, sele agrega ahora la demarcar el ritmo de lageneración del sin-

Figura 1

EL SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE TV

40 APRENDA TV COLOR EN 8 LECCIONES

cronismo (vea la fi-gura 2).

Los controlesRV1 y RV2 ajustanel ancho de los pul-sos de sincronismode acuerdo al valorindicado por la nor-ma.

En ambas nor-mas, la duración delsincronismo verticales de aproximada-mente 3,5 veces elperíodo horizontal(en lo sucesivo H).

En el receptor,luego de separar laseñal de sincronis-mo, se separan lospulsos H de los V pa-ra enviarlos a los co-rrespondientes gene-radores de deflexión,los que a su vez ali-mentarán el yugo delreceptor. De este modo, se asegura que los haces de la cámara y del TCR del receptor se muevanen forma sincrónica. Vulgarmente se dice que están enganchados. Si el lector observó con cuida-do la figura 2, debe haber notado que el circuito básico suprime los pulsos horizontales duranteel pulso de sincronismo vertical. Esto no es una falla grave, ya que ocurre durante el período deborrado y, por supuesto, no es visible. De cualquier modo las normas requieren que durante elsincronismo vertical sigan existiendo los pulsos horizontales, tal como se observa en la figura 3.El lector debe observar que es el flanco ascendente del sincronismo horizontal el que coincidecon el pulso DH, por lo tanto, en el receptor se debe conseguir que dicho flanco y no otro, sea elutilizado para sincronizar el oscilador horizontal.

EL BARRIDO ENTRELAZADO

Anteriormente mencionamos que para que el ojo no aprecie parpadeo alguno, las imágenesque le llegan deben tener un ritmo de 50 cuadros por segundo. Sin embargo, para obtener una sen-sación de movimiento continuo del contenido de cada cuadro, basta con sólo 25 cuadros por se-gundo.

En el cine se soluciona el problema haciendo que cada fotograma se ilumine dos veces me-diante una cruz, que pasa entre la película y la lámpara obturando la luz en forma pulsada.

Figura 3

Figura 2



El lector se podría preguntarpor qué no se pasa la película a50 cuadros por segundo, ya quela sensación de movimiento se-ría todavía superior a 25. Larespuesta es que se utilizaría eldoble de metraje para una de-terminada duración de pelícu-la.

En TV ocurre algo equivalente,en este caso lo que se pretendees utilizar el mínimo de anchode banda asignado a cada ca-nal, para optimar el uso de es-pacio radioeléctrico. Si latransmisión se efectuara a ra-zón de 50 cuadros por segun-do, se debería utilizar aproxi-madamente 12MHz de anchode banda, en tanto que real-mente se utilizan 6MHZ. Lasolución es lo que se llama elbarrido entrelazado. Explicare-mos con detalle cómo se reali-zará el barrido para un sistemacreado con fines didácticos quesólo tiene ocho líneas de barri-do (recuerde el lector que el

sistema N tiene 625 líneas, figura 4).

En la parte A de la figura se muestra un barrido normal (no entrelazado), considerando que lostiempos de retrazado H y V son nulos. El barrido comienza en el ángulo superior derecho y cuan-do se termina de trazar la línea 1, salta a una posición levemente inferior, comienza la 2 y así has-ta llegar al final de la 7. Si cada línea se trazara en un intervalo de tiempo de 15 segundos, el pe-ríodo vertical sería de 7 (vea la figura 5).

En un sistema entrelazado de 2x1 se utiliza un período vertical que dura la mitad del tiempo,es decir, que la primer rampa vertical termina cuando se está trazando la mitad de la tercer línea(figura 6).

Volviendo a la figura 4 el barrido se realiza en dos campos (campo par y campo impar) queforman un cuadro completo. En B se muestra la formación del campo impar. El barrido comien-za en el ángulo superior izquierdo y termina en 1 seg., sólo que la línea siguiente se traza con ma-yor separación que antes porque la pendiente de esa rampa vertical es mayor. Así se sigue hastaque se llega a la mitad del tercer trazado, en donde termina la rampa vertical enviando el hazhacia arriba donde se termina de trazar la línea inconclusa.

Luego comienza el trazado del campo par que termina abajo, a la derecha. Si se superponenambos campos se notará que quedan perfectamente entrelazados, con una separación entre líneasidéntica a la del cuadro sin entrelazado. Cada campo se explora en 3,5 segundos (la mitad que

Figura 4

Figura 5



con barrido normal)lo que significa ma-yor cantidad de ilu-minaciones de lapantalla por segundo.El cuadro se comple-ta en 7 segundos (lamisma duración quecon barrido normal)lo que significa quecon ambos sistemas se exploraráun cuadro cada 7 segundos, perocon el sistema entrelazado se pro-duce una iluminación de la panta-lla cada 3,5 segundos y con el sis-tema normal, cada 7.

Tanto el sistema N como el Mhacen uso del mismo tipo de entre-lazado de 2x1 (dos campos por ca-da cuadro). En el sistema N cadacampo tiene 312,5 líneas y dura 20mS (FV =1/20mS = 50Hz) en tanto que un cuadro completodura 40mS (25Hz). En el sistema M cada campo tiene 262,5 líneas y dura 16,66mS (60Hz) entanto que un cuadro completo dura 33,33mS.

Para que se produzca un barrido entrelazado, sólo se necesita que las frecuencias vertical y ho-rizontal estén relacionadas entre sí en un múltiplo de la semifrecuencia de línea (FV = n.FH/2 con“n” entero). Esto significa, en la práctica, que en la emisora se obtiene la frecuencia vertical porconteo de pulsos horizontales.

En la figura 7 se puede observar un circuito de generación de sincronismos basados en el mé-todo de conteo para la norma N.

El generador H produce los pulsos de disparo horizontales de 15.625Hz y el contador generaun pulso de disparo en su salida cada vez que cuenta 312,5 pulsos horizontales en su entrada.

El lector con conocimientos de técnicas digitales, sabe que no es posible diseñar un contadorque trabaje con valores no enteros (312 pulsos y medio) y que el generador H será poco establesi se pretendegenerar direc-tamente la fre-cuencia hori-zontal. Un sis-tema prácticodebe generar lafrecuencia H apartir de uncristal y circui-tos contadorespor un númeroentero. En la fi-

Figura 6

Figura 8

Figura 7



gura 8 se obser-va un circuitopráctico.

El oscilador esdel tipo a cris-tal que asegurauna alta estabi-lidad con latemperatura. Elcontador Acuenta por unacantidad tal quesu salida es

exactamente el doble de horizontal. Finalmente un contador por 2 genera el pulso de disparo ho-rizontal y un contador por 625 genera el pulso de disparo vertical.

Este generador práctico nos permite observar una cualidad importante de un sistema entrela-zado: el pulso de disparo horizontal coincide con el comienzo del pulso de disparo vertical sóloen los campos impares. En los campos pares el pulso de disparo vertical tiene un retardo de me-dia línea horizontal (en norma N 32 mS, figura 9).

ECUALIZACIÓN

En la figura 9 se mostraron los pulsos de disparo correspondientes a ambos campos. La señalde sincronismo compuesto se genera a partir de esos pulsos de disparo. En la figura 10 se puedeobservar cómo sería la señal de sincronismo compuesto de ambos campos.

Como se puede observar, los pulsos de sincronismo vertical son muy diferentes. Esta diferen-cia puede tener problemas cuando el receptor pretende separar los pulsos verticales de los hori-zontales para llevarlos a los correspondientes generadores de barrido.

Para evitar estas diferencias, se agregan los llamados pulsos de ecualización, que comienzana aparecer un poco antes que los pulsos de sincronismo vertical y terminan un poco después. Es-tos pulsos tienen un ritmo de H/2 y una duración igual a la mitad del pulso de sincronismo hori-zontal normal (figura 11).

Como vemos, ahora los pulsos de sincronismo vertical de ambos campos son iguales: las di-ferencias se encuentran128mS antes del sin-cronismo vertical y 128mS después. Estas dife-rencias por estar aleja-das del pulso de sincro-nismo no provocanmayores problemas du-rante la separación.

El lector puede pregun-

Figura 9

Figura 10



tarse si los pulsos agregadospara permitir un mejor sin-cronismo vertical no alteranel funcionamiento del sin-cronismo horizontal del TV.La respuesta debe ser in-completa, por ahora, ya queno conocemos todavía có-mo se realiza el sincronismodel generador horizontal,pero adelantamos que no seven afectados porque lospulsos de ecualización caenen una zona ciega para elgenerador de barrido horizontal.

EL SEPARADOR DE SINCRONISMO

En los modernos sistemas de TV, los pulsos de sincronismo se caracterizan porque forman lospicos máximos de modulación de la portadora RF de la emisora. Este tipo de modulación de vi-deo se llama “modulación negativa de video” y es común a todas las normas actuales de TV (co-mo antecedente histórico se puede nombrar una vieja norma inglesa donde los pulsos significa-ban portadora mínima y que dejó de usarse hace ya muchos años)

¿Por qué el nombre modulación negativa de video?

Porque a los colores claros les corresponde portadora baja y a los oscuros, portadora alta; alrevés de lo que podría considerarse lógico.

Las ventajas de la modulación negativa (también llamada modulación inversa) son evidentessi consideramos que el sincronismo tiene una amplitud estable, en cambio la información de vi-deo correspondiente a los colores claros presenta fluctuaciones relacionadas con el contenido dela imagen. Esta amplitud máxima estable de la portadora, es muy importante para el canal FI deltelevisor que la toma como referencia para el control automático de ganancia.

Para explicar el funcionamiento del separador de sincronismo nos interesa saber que la etapade FI entrega una señal de video compuesto relativamente estable en amplitud y cuyo valor má-ximo corresponde con los pulsos de sincronismo horizontales y verticales; los pulsos siempre su-peran el nivel de negro máximo de la imagen. Este valor de amplitud se llama infranegro.

Tal como se encuentra, la señal de video compuesta no es apta para sincronizar las etapas dedeflexión vertical y horizontal del televisor. Se impone separar las informaciones de sincronismovertical y horizontal y luego separar el sincronismo vertical por un lado y el horizontal por otro,para dirigirlo a la correspondiente base de tiempo (vea la figura 12).

Figura 11



LA SEPARACIÓN POR

NIVEL DE RECORTE FIJO

Si bien existen pocos televisoresque trabajan por recorte fijo, didác-ticamente conviene analizarlos pri-mero. Prácticamente está estandari-zado que la señal de video que salede la FI tiene una amplitud de 2,5Vque corresponde al infranegro(100%), figura 13.

Un simple circuito recortador a ni-vel de 2,1V permite separar la señal de sincronismo (en la figura 13 sólo se dibujó el pulso hori-zontal pero el vertical tiene niveles similares). Por ejemplo, el circuito de la figura 14 cumple per-fectamente el cometido de recortar el sincronismo y su posterior inversión.

¿Por qué siendo el circuito tan sen-cillo no es el más utilizado?

Porque depende de la estabilidad dela amplitud de video y una falla quepodría pasar desapercibida por elcliente (bajo contraste) se transfor-ma en una falla grave con la pérdidade sincronismo. Además, en la ac-tualidad los televisores tienen entra-da de audio y video, y estaríamosdependiendo de la estabilidad de uncircuito externo al TV. En los televi-sores donde se emplea este circuitoprimero se deforma la señal de vi-deo para enfatizar los niveles supe-riores al 70% y permitir la utiliza-ción de un eje de recorte del ordendel 50% de la amplitud total.

LA SEPARACIÓN CON NIVEL

DE RECORTE VARIABLE

Si el nivel de tensión de 2,1V de lafigura 14 se pudiera variar en fun-ción de la amplitud de pico de la se-ñal de video, el circuito perdería la

Figura 12

Figura 13

Figura 14



inestabilidad inherente quelo caracteriza (figura 15)

El circuito podría fun-cionar correctamente peroes algo complejo. En reali-dad con un solo transistorse puede lograr un circuitoque tiene las característi-cas de ajuste automáticode nivel de recorte y es elque se utiliza prácticamen-te en todos los televisores,desde la época de los cir-cuitos transistorizados deblanco y negro.

EL SEPARADOR A DIODO

A pesar que el separador a diodo no tiene utilidad práctica, todos los circuitos usados en la ac-tualidad basan su funcionamiento en él. Por lo tanto, lo trataremos aquí extensamente dado su va-lor didáctico. En la figura 16 se observa el sencillo circuito de un separador a diodo y las formasde señal relacionadas con él. Para simplificar nuestro estudio se considera solamente el pulso desincronismo horizontal y una señal de video en escalera con amplitud normalizada de 2,5V.

Todo aquel que conozca el funcionamiento de un rectificador a diodo, puede entender fácil-mente el funcionamiento del separador a diodo. En principio se debe considerar que R2 tiene unvalor despreciable y no modifica la corriente de carga de D1. De este modo el circuito sólo tienetres componentes: D1, R1 y C1. Cuando se conecta la fuente de video C1 se carga al valor de pi-co del video, que en este caso es de 2,5V (despreciamos la barrera de diodo). Cuando termina elpulso de sincronismo, sobre C1 hay más tensión que en la fuente de video y D1 queda en inver-sa. Esta condición se mantiene hasta la llegada del siguiente pulso de sincronismo.

Cuando D1 no conduce, el capacitor C1 se descarga sobre R1. La constante de tiempo R1C1se elige con todo cuidado para que el nivel de descarga siempre sea inferior a la amplitud del pul-so de sincronismo (en este caso 30% de 2,5V = 0,75V). Si el nivel de descarga es excesivo, exis-te el peligro de que un pico al nivel de negro, anterior al sincronismo, haga conducir al diodo ygenere un falso sin-cronismo. Si el ni-vel de descarga esmuy pequeño, lacorriente que circu-la por el diodo espequeña y el pulsode sincronismotendrá poca ampli-tud.

Figura 15

Figura 16



El pulso de salidadel sincronismo seobtiene sobre el re-sistor R2 y es unamuestra de la co-rriente circulantepor el diodo. La se-ñal V2 tendrá am-plitud nula durantetodo el tiempo, sal-vo cuando llega elpulso de sincronis-mo, en este mo-mento comienza lacarga de C1 a unvalor alto de co-rriente que luego seva reduciendo.Cuando finaliza elpulso de sincronis-mo la corriente porel diodo, que se ibareduciendo suave-

mente, se corta en forma abrupta (corriente de corte) y vuelve al valor cero. La tensión V2 podríaconsiderarse como un pulso de sincronismo incipiente que, posteriormente, se deberá amplificary conformar hasta obtener un pulso rectangular. Antes de estudiar este proceso de conformación,analizaremos cómo se comporta el circuito al reducir la tensión de la fuente de video.

En la figura 17 podemos observar que al reducir la exitación se reduce la corriente por el dio-do y la tensión de carga de C1 (equivalente al nivel de recorte del circuito de recorte variable).Co-mo el nivel de descarga de C1 depende de la tensión media sobre el capacitor, se obtiene un ni-vel de descarga menor que estabiliza el funcionamiento automáticamente. Si observamos la se-ñal V2 veremos que sólo se produce una reducción del valor de pico del sincronismo y, sobre to-do, del valor final del pulso. El circuito posterior deberá tener en cuenta estas variaciones y debeser capaz de funcionar aun con los mínimos valores de señal de video.

La amplificación y conformación es un procesador sencillo. En el ejemplo de la figura 18 seagrega un amplificador por 20 que eleva el valor de pico de V2 de 0,2V a 4V formando la señalV3.

El conformador es un transistor usado como llave. El valor mínimo del pulso amplificado de-be ser capaz de mantener el transistor saturado. De este modo manteniendo la saturación de Q1,durante todo el pulso de sincronismo, se obtiene un pulso rectangular de suficiente amplitud, aun-que de polaridad inversa. Si fuera necesario, otro transistor se puede encargar de invertir la pola-ridad.

El lector se preguntará en este momento dónde está la simplificación circuital que nos hizo de-sechar el sistema de recorte con ajuste automático de nivel. En este apartado todavía no puedeapreciarse, recién puede apreciarse en el próximo, donde llegamos a un circuito práctico, se ob-servará la simplicidad anticipada.

Figura 17

Figura 18



SEPARADOR CON UN SÓLO TRANSISTOR

Si en lugar del diodo D1de la figura 16 utilizamos lajuntura base/emisor de untransistor obtendremos elcircuito de la figura 19 (eldiodo D1 puede estar anteso después del RC sin quecambie la forma básica delcircuito).

El lector puede observar que no necesita resistorsensor de corriente; en efecto, la corriente que circu-la por el diodo base emisor provocará una corrientede colector que se relaciona con la de base a travésdel beta del transistor, que puede ser del orden de300. Q1 cumple, por lo tanto, con tres funciones:sensar la corriente, amplificar y conformar la señal,si se tiene en cuenta que la corriente de corte es ca-paz de saturar al transistor.

El circuito es ahora muy simple, pero el lector debe recordar que habíamos realizado una enor-me simplificación al considerar sólo los pulsos horizontales. Veremos ahora cómo se consigueque nuestro sencillo circuito se comporte, al mismo tiempo, como separador de ambos pulsos desincronismo. Si a este circuito se le agrega una constante de tiempo de mayor valor, se vuelveadecuado para la obtención del pulso vertical. Para lograrlo se debe colocar en serie con la basedel transistor un circuito paralelo R2 C2 (figura 19A), de modo que quede C1, C2 y la juntura ba-se emisor del transistor en serie. Durante el pulso de sincronismo horizontal, la corriente de basecarga a los dos capacitores en serie, pero como C2 es mucho menor que C1, es como si C2 noexisitiera y el circuito se comporta como el de la figura 19. Cuando llega el pulso vertical, C2 secarga de inmediato pero C1 lo hace más lentamente a través de R2. La carga de C2 es productode una corriente de base y Q1 se satura mientras exista pulso de sincronismo vertical, lo que sig-nifica que el circuito tiene un doble funcionamiento adecuado para ambos pulsos de sincronismo.La descarga de C1 entre pulso y pulso se produce a través de R1 y de la resistencia interna de lafuente de video.

SEPARACION DE SINCRONISMO VERTICAL Y HORIZONTALLa etapa separadora de sincronismo vertical y horizontal puede realizarse con unos pocos

componentes pasivos (resistores y capacitores) y de hecho, todos los separadores fueron construi-dos de esa forma desde la época de los televisores valvulares hasta los primeros TV color. En ese

Figura 19

Figura 19A

SEPARACIÓN DE SINCRONISMO HORIZONTAL Y VERTICAL


momento comenzaron a utilizarse masivamente los circuitos integrados y, dada la dificultad deintegrar capacitores de alta capacidad, los fabricantes buscaron otro tipo de soluciones.

De cualquier modo, algunos TV actuales aún recurren al viejo circuito RC, por lo tanto, estu-diaremos ambas posibilidades de solución en forma exhaustiva.

Antes de encarar el estudio de la solución RC, realizaremos una introducción al tema de la car-ga y descarga capacitiva que no sólo usaremos en este apartadoo, ya que será ampliamente utili-zada en otras oportunidades cuando encaremos el estudio de los generadores de base de tiempo.

EL CAPACITOR EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

En este curso suponemos que el lector está familiarizado con el uso de capacitores en el do-minio de la frecuencia y conoce la definición del término “capacitor” con sus ecuaciones carac-terísticas fundamentales, la reactancia capacitiva, el factor de mérito, etc.

Por lo tanto, comenzaremos a analizar el capacitor en el dominio del tiempo. Por ejemplo,cuando deseamos saber cómo se modifica la tensión sobre un capacitor, cuando se lo somete a lacirculación de una corriente constante, estamos haciendo un análisis en el dominio del tiempo.

En el dominio del tiempo es común utilizar generadores de corriente constante; por lo tanto,repasaremos aquí este concepto tan importante.

Un generador de tensión constante conserva su tensión de salida inamovible ante variacionesde la resistencia de carga. Un generador de corriente constante, como su nombre lo indica, con-serva constante la corriente por la carga, aunque ésta fluctúa dentro del rango de trabajo de lafuente. En la figura 20 se puede observar el circuito equivalente de ambas fuentes, su símbolográfico y sus ecuaciones fundamentales.

En la fuente de tensión constante, la resistencia interna del generador es, por lo menos, 100veces menor que la resistencia de carga RL mínima. Por lo tanto, la tensión de salida E es inde-pendiente de la carga (en nuestro ejemplo puede variar un 1%).

Figura 20



En la fuente de corriente constante la resistencia interna es, por lo menos, 100 veces mayorque la máxima resistencia de carga. Por lo tanto, la corriente sólo depende de la tensión de lafuente Vg y de la resistencia interna, y no es dependiente de la carga RL (en nuestro caso la co-rriente por la carga sólo variará un 1%).

Como ejemplo calcularemos una fuente de corriente constante de 10 mA para una resistenciade carga máxima de 1kΩ. Comenzaremos eligiendo una resistencia interna 100 veces mayor quela resistencia máxima 100 x 1 = 100kΩ y calcularemos la tensión de fuente Vg para que la co-rriente de cortocircuito sea de 100mA (figura 21).

Como se puede observar, si pretendemos una elevada regulación de la fuente llegamos a va-lores prohibitivos de tensión. Pero un generador de corriente se puede realizar con elementos ac-tivos, como por ejemplo, con un transistor en una disposición muy simple como la de la figura22.

El circuito de la figura 22 es ampliamente empleado en los circuitos de base de tiempo, tantovertical como horizontal, y forma parte de los circuitos integrados más modernos.

Para entender el funcionamiento del capacitor en el dominio del tiempo vamos a analizar elcircuito más sencillo, que es un simple capacitor conectado a una fuente de corriente constante(figura 23).

Por definición, la corriente se mantiene constante en el valor determinado por la fuente, encambio la tensión sobre el capacitor crece indefinidamente a un ritmo constante. La explicaciónde este comportamiento es la siguiente: si la corriente es constante la cantidad de electrones porsegundo que fluyen al capacitor también es constante y, por lo tanto, éste se irá cargando con una

Figura 21

Figura 22



tensión linealmente creciente. Si el lector maneja algo de matemática podrá entender el procesocon algunas simples ecuaciones (figura 24).

Es decir, que la tensión aumenta linealmente en proporción al tiempo y lo hace más rápida-mente cuando más alta es la corriente o más pequeño es el capacitor.

Claro que estamos tratando un caso ideal. En la práctica, la tensión no puede crecer indefini-damente, ya que si recordamos el circuito equivalente de la fuente de corriente constante de 10mA y le conectamos un capacitor, es evidente que la tensión sobre el capacitor no puede superarlos 1000V del generador (figura 25).

Figura 25

Figura 23

Figura 24



Además, el crecimiento de la tensión dista mucho de ser una recta, salvo en la primera partede la curva hasta una tensión de 10V. Lo que ocurre es que superados los 10V la corriente dejade ser constante (dentro del 1 %) y se va reduciendo hasta que el capacitor tenga una tensión de1000V, momento en que deja de circular corriente.

Si usáramos una fuente de corriente constante con un transistor, se hace más evidente la faltade linealidad de la tensión sobre el capacitor (figura 26).

En este caso, la tensión de colector crece linealmente hasta alrededor de los 10V, luego co-mienza a decrecer la corriente y la tensión sobre el capacitor aumenta lentamente hasta 12V, don-de el transistor llega a la saturación CE.

Es fácil determinar la velocidad de crecimiento para un caso real en la zona de variación li-neal de la tensión. Por ejemplo, si en el circuito de la figura 26 conectamos un capacitor de 1µFpodemos realizar el cálculo mostrado en la figura 27. Es decir, que la pendiente de la recta V/Tes 10.000 V/S o que el capacitor se carga a un régimen de 10.000V por cada segundo que trans-curre o a 10V por cada mS transcurrido.

Figura 26

Figura 27



LA CARGA EXPONENCIAL

En los circuitos pasivos con resistencia y capacitor, y con tensiones de fuente del orden de los10V, el régimen de carga dista mucho de ser lineal. En el circuito de la figura 28 por ejemplo, elrégimen de carga del capacitor es una curva exponencial si consideramos tensiones sobre el ca-pacitor superior a 5V. El cálculo exacto de esta curva escapa a los alcances de esta obra, pero exis-te un punto de la misma muy fácil de calcular y que conduce a la definición de la constante detiempo del circuito. Cuando el tiempo llega a un valor igual a RC, la tensión sobre el capacitores igual al 63,2% del valor de fuente. A este valor RC se lo llama constante de tiempo y se le asig-na la letra griega t (TAU). En nuestro ejemplo t = R . C = 0,1s y podemos decir que en 100mS latensión llega a 6,32V.

CONDICIONES INICIALES Y RÉGIMEN PERMANENTE

Hasta ahora, siempre considera-mos que el capacitor comienzadescargado. Esto puede no sercierto y el régimen de carga semodifica sustancialmente, comose puede observar en la figura29. Por otra parte, en general,nos interesa conocer cómo res-ponde un circuito RC no a unatensión continua sino a un tren

Figura 28

Figura 29



de pulsos rectangulares (figura30). Si comenzamos el análisiscon el capacitor descargado (ré-gimen transitorio) podemos ob-servar que la tensión media so-bre el capacitor, va creciendo almismo tiempo que se produce lacarga y descarga a la frecuenciade la señal de entrada. En gene-ral podemos decir que, transcu-rrido un tiempo 5 veces mayorque la constante de tiempo t, elcircuito entra en el régimen per-manente y el valor de la tensiónmedia es constante.

EL SEPARADOR DE SINCRONISMO VERTICAL PASIVO

Si el lector se preguntaba para qué tantos prolegómenos, aquí encontrará la explicación. Paraseparar los pulsos verticales se utiliza un circuito RC (circuito integrador) al que se aplica la se-

Figura 30

Figura 31



ñal de sincronismo compuesto, que ya hemos estudiado. Esta señal tiene pulsos horizontales, ver-ticales y de ecualización que complican su análisis. Para comenzar supondremos que nuestra se-ñal no tiene ecualización y supondremos también una carga y descarga lineal para simplificar lacomprensión (figura 31).

Antes del pulso vertical el circuito RC está en régimen permanente; el valor medio de VC esconstante, pero como en el campo par existe un pulso más cercano que en el campo impar, la eta-pa de disparo posterior al integrador puede cometer un error de disparo importante. Este errror setransforma en un entrelazado deficiente. El campo par debe comenzar siempre en el centro de la

Figura 32

Figura 33



pantalla y el impar en el bordeizquierdo, tal como lo indica-mos anteriormente. Pero unerror de disparo como el de lafigura 31 retrasa el campo parproduciendo un entrelazado de-ficiente que puede inclusive su-perponer ambos campos (apa-reado) como se observa en lafigura 32. La presencia de lapreecualización y la ecualiza-ción vertical resuelven el pro-blema, ya que ahora la diferen-cia entre campos ocurre trespulsos horizontales antes que elpulso de sincronismo vertical ycuando llegamos al pulso verti-cal, los valores medios de ten-sión sobre el capacitor soniguales para ambos campos (figura 33).

Los circuitos prácticos suelen utilizar una disposición doble que mejora aun más el entrelaza-do vertical. Esta disposición es tan común que, inclusive en los televisores valvulares, se utiliza-ba un componente encapsulado en cerámica que se llamaba PC100 (figura 34).

EL SEPARADOR DE SINCRONISMO VERTICAL ACTIVO

En los televi-sores más mo-dernos, el sepa-rador de sincro-nismo vertical estotalmente inter-no a algún cir-cuito integradoque puede ser eljungla o el gene-rador de base detiempo.

Tan es así quesuele pasar desa-percibido para elreparador quesólo tiene accesoal recortador de

Figura 34

Figura 35



sincronismo y a la salida de pulsos verticales y horizontales, en los televisores más viejos, y a lospulsos de disparo V y H, en los más nuevos.

Cuando el sincronismo V se separa internamente no se recurre al clásico circuito RC, dada ladificultad de integrar capacitores de alto valor. En estos casos se utiliza una separación por tem-porización.

Analizando una señal de sincronismo compuesto, se puede observar que la señal está la ma-yor parte del tiempo en el estado bajo, aunque pasa por breves instantes al estado alto durante elpulso horizontal. Sólo cuando llega el pulso vertical permanece por más tiempo en el estado altoy esta condición es aprovechado por el temporizador para generar un pulso de salida (figura 35).

EL SEPARADOR DE SINCRONISMO HORIZONTAL PASIVO

Para terminar esta lec-ción nos falta analizarlos circuitos necesa-rios para producir elsincronismo horizon-tal. El lector recordaráque era imprescindiblemantener sincronizadoel generador horizon-tal, aun durante el re-trasado vertical, paraque la parte superiorde la imagen aparezcacorrectamente engan-chada en fase.

Por ese motivo se pro-veen los pulsos de ecualización que cortan el pulso vertical, de manera que los flancos ascenden-tes de los pulsos de ecualización están en ritmo con los flancos ascendentes de los pulsos de sin-cronismo horizontal.

El separador horizontal utiliza también uncircuito RC, pero conectado como circuitodiferenciador y no como integrador.

En el análisis teórico no tratamos al diferen-ciador, ya que el estudio del mismo se puedehacer extensivo al integrador, si tenemos encuenta que sólo se invierten los componen-tes (figura 36).

Como vemos, la tensión sobre los dos com-ponentes del circuito R y C sumados siem-pre es igual a la tensión de entrada Ve (2ª leyde Kirchoff: “La suma de las caídas de ten-sión en un circuito es igual a la tensión del

Figura 36

Figura 37



generador que lo alimenta”. Porlo tanto, si a la tensión de entra-da se le resta punto a punto latensión sobre el capacitor el re-sultado es la tensión sobre el re-sistor.

En el circuito diferenciador,la tensión de salida es la tensiónsobre el resistor que tiene laforma clásica de un pulso dife-renciado.

Cuando la señal de sincro-nismo compuesto se aplica a un circuito diferenciador, se obtiene una señal como la que obser-vamos en la figura 37.

Aplicando estos pulsos a un recortador, se obtiene una forma de señal perfectamente apta pa-ra sincronizar la base de tiempo horizontal (vea la figura 38).

EL SEPARADOR DE SINCRONISMO HORIZONTAL INTEGRADO

Generar pulsos como los de la figura 38, dentro de un circuito integrado puede ser muy sim-ple, si se utiliza un multivibrador monoestable que se dispare con los flancos ascendentes de laseñal de sincronismo compuesto (figura 39).

En cada flanco ascendente el monoestable pasa al estado alto por un corto intervalo de tiem-po y luego, esperando el próximo flanco ascendente, vuelve a cero; si comparamos las formas deseñal de las figuras 38 y 39 vemos que, salvo la inversión, ambas son iguales.

Terminado este tema, comenzaremos con el estudio de los generadores de base de tiempo con-vencionales, que forman parte de los TV color más antiguos y en los siguientes analizaremos losmás modernos basados en circuitos contadores.

Figura 38

Figura 39

LA DEFLEXIÓN VERTICAL


LA DEFLEXION VERTICAL

La función del oscilador y la etapade salida vertical de un TV es muysimple. Deben convertir el pulso desincronismo vertical en una rampade corriente que circula por el yu-go. El pulso de sincronismo (figura40) marca el final de la rampa quedebe crecer en forma constante conun valor tal, que haga viajar el hazdesde el borde superior al borde in-

ferior de la pantalla (más un sobrebarrido de un 5%). Esto, que parece tan sencillo, involucra eluso de amplificadores de potencia, amplificadores de señal, osciladores RC, redes de realimenta-ción lineales y alineales, generadores de rampa, etc. que hacen de esta etapa un bloque muy com-plejo, que sufrió varios cambios desde los comienzos de los TV transistorizados de B y N hastala actualidad.

SINCRONISMO DIRECTO Y POR CONTADOR

El pulso de sincronismo podría usarse para operar un transistor usado como llave, genera deese modo una rampa que, luego de amplificarla, alimenta directamente al yugo (figura 41).

Esta disposición tan simple adolece de un grave problema. Cuando el televisor está fuera decanal no existen los pulsos de sincronismo y, por lo tanto, la pantalla mostrará una línea horizon-

tal blanca brillante en sucentro, que puede dañar elfósforo de la pantalla del tu-bo.

La disposición utilizada de-be incluir un oscilador, queno requiera la existencia delos pulsos de sincronismopara excitar el amplificadorde salida. En este caso lospulsos de sincronismo sir-ven para mantener al oscila-dor enganchado (figura 42).

Los nombres de estos dosúltimos circuitos puedentraer confusión, pero los da-mos así porque están apro-bados por la costumbre. Elcircuito de la figura 42 se

Figura 41

Fig. 40

Fig. 42



llama de sincronismo directo, en tanto que el de la figura 41 se llama de llave directa. Existe unatercera posibilidad que se utiliza en los receptores más modernos y que se llama “por contador”.Ocurre que la deflexión horizontal también requiere de un oscilador y, como se establece en otraslecciones, las frecuencias de horizontal y vertical mantienen una relación estricta; por lo tanto, noes extraño que utilizando un contador alimentado por el oscilador horizontal se obtenga un pulsovertical de excitación que cumple con la condición requerida: no se corta fuera de canal. Esta ma-nera de generar el pulso de excitación se analiza con más detalle en otras lecciones. Aquí conti-nuaremos con los circuitos convencionales que cuentan con un oscilador RC.

EL OSCILADOR VERTICAL POR RC

Existe una gran cantidad de osciladores por RC de los cuales sólo analizaremos uno comoejemplo. Lo más importante es entender el funcionamiento genérico de un oscilador vertical yaque, en la actualidad, todos los osciladores se encuentran integrados y sólo se necesita verificarlos componentes externos que suelen ser muy pocos. Todos los circuitos pueden descomponersesegún el diagrama genérico mostrado en la figura 43.

El circuito combina dos amplificadores operacionales, un sumador a diodos y una llave elec-trónica. A pesar de su complejidad, su funcionamiento es simple. Comencemos la explicación conel capacitor C1 descargado. El comparador COMP 1 tiene su entrada + por debajo de la negativay, por lo tanto su salida es baja, manteniendo la llave LL1 abierta (CIERRE baja). El compara-dor COMP 2 tiene su entrada - por debajo de la positiva, por lo tanto su salida es alta, confirman-

Figura 43



do que la llave LL1 está abierta (APERTURA alta).En esta condición C1 comienza a cargarse a travésde R1 con una tensión exponencial; cuando la ten-sión de carga llega a VREF1, el comparador 1 ac-cionando el cierre de la llave LL1, produce la des-carga del capacitor a través de R4. El proceso dedescarga se realiza hasta que la tensión de la patainversora de COMP2 provoca la apertura de la lla-ve, momento en que comienza un nuevo período decarga.

En el funcionamiento anterior se sobreentiendeque no existen pulsos de sincronismo vertical; estacondición es la llamada oscilación libre. La fre-cuencia de trabajo para tensiones VREF1 yVREF2 fijas sólo depende de los valores de R1 yC1, y en menor medida de R4. Por lo general, R1es una rama variable formada por un preset y unresistor fijo que permiten realizar un ajuste fino defrecuencia.

Un detalle a tener en cuenta es que la amplitud dela señal no varía con la frecuencia; siempre se ob-tiene un valor máximo igual a VREF1 y un míni-

mo igual a VREF2 (figura 44). En cambio, si se modifican las tensiones de referencia se produ-cirá un cambio en la frecuencia libre (figura 45).

Para un correcto funcionamiento del sistema, la frecuencia libre se ajusta en un valor ligera-mente inferior a la frecuencia del sistema (por ejemplo 45Hz para PALN y 55Hz para NTSC).

En la figura 43 se puede observarque el cierre de la llave LL1 se pue-de efectuar por la salida de COMP1y el diodo D1 o por el pulso de sin-cronismo que llega por el diodo D2.Como los pulsos de sincronismo tie-nen una frecuencia de 50 ó 60Hz lle-garán en forma anticipada a la ordende cierre y el sistema comenzará afuncionar en el modo enganchado.

En la figura 46 se pueden observarlos oscilogramas de tensión sobreC1 y el pulso de sincronismo verti-cal.

Por lo tanto, en ausencia de pulsosde sincronismo (fuera de canal) laúnica variante de la salida del gene-rador vertical es un mínimo cambiode frecuencia, pero el barrido semantiene presente.

Figura 44

Figura 45

Figura 46



En la mayoría de los circuitos in-tegrados, los únicos elementos exter-nos son el resistor y el capacitor for-mados de la base de tiempo (R1 y C1de la figura 43). Por lo tanto, a losefectos de una reparación de un osci-lador vertical, el técnico tiene unadisposición como la observada en lafigura 47.

El correcto funcionamiento deloscilador vertical se determina sim-plemente conectando un oscilosco-pio sobre C1 y observando la ampli-tud y frecuencia de la señal fuera decanal y con un canal sintonizado; lareparación consiste só-lo en medir RV1, R1 yC1 con un téster. Si es-tán en correctas condi-ciones el problema estáen el circuito integrado.

En algunos TV co-lor de 10 años atrás, to-da la etapa vertical es-taba realizada con ele-mentos discretos ynuestro estudio no esta-ría completo si no ana-lizamos por lo menos,un circuito representa-tivo, que puede ser uncircuito de Philips llamado oscilador vertical con tiristor simulado (figura 48).

La combinación de Q1 y Q2 forma un tiristor simulado, con sus terminales K, A y C marca-dos en el circuito. El funcionamiento es sencillo: el divisor de tensión R2, R3 y R4 genera unatensión continua de aproximadamente 4V con el preset en posición central. En el arranque C3 es-tá descargado y el emisor de Q1 (ánodo del tiristor) tiene menos tensión que la base (compuertadel tiristor); tratándose de un transistor PNP permanecerá cortado dando lugar a la carga del ca-pacitor por R6 desde la fuente de 30V.

Cuando el punto A llegue a un valor de 4,6 V, Q1 se hace levemente conductor, circula co-rriente de base por Q2 que se satura y reduce la tensión del divisor reforzando la condición deQ1. Este proceso realimentado hace que ambos transistores se saturen provocando la descarga deC3 por medio de R5 (de bajo valor). Los transistores continuarán en su estado de conducción has-ta que C3 se descargue a un valor de tensión tan pequeño, que las corrientes de base de ambostransistores no les permitan mantener el estado de saturación y pasen rápidamente al corte, cuan-do la tensión de C aumente hasta el valor entregado por el divisor resistivo. En estas condicionescomienza un nuevo proceso de carga de C3.

Figura 47

Figura 48



Lo anteriormente descripto es el proceso de oscilación libre. Pero si antes de iniciarse la des-carga natural, se introduce un pulso de sincronismo invertido en la compuerta del tiristor, el pro-ceso de descarga se inicia más temprano y sincroniza el generador.

Este oscilador cumple en realidad dos funciones, la de oscilador y la de generador de rampa,ya que sobre C3 se genera una rampa con buena linealidad debido a que la fuente de alimenta-ción tiene un valor 8 veces mayor que la tensión de pico generada sobre C3.

La frecuencia se modifica con R3 pero hay que tener en cuenta que en este caso cambia tam-bién la tensión de salida del oscilador.

EL GENERADOR DE RAMPA

Si volvemos a nuestro circuito genérico de la figura 43 nos encontramos con que la salida delmismo es una señal rectangular que, de ningún modo es apta para excitar al amplificador de sa-lida vertical. Se impone, por lo tanto, una etapa formadora de una rampa.

Apoyado en los conocimientos dadosen otras lecciones sabemos que untransistor es un generador de corrienteconstante, con este criterio se puededecir que un generador de rampa gené-rico es el indicado en la figura 49.

Cuando el oscilador pasa al estado ba-jo, C1 se carga a corriente constantedando lugar a una rampa creciente. Lacorriente de carga está determinada porlos valores de R2, R3, R4 y el presetRV1.

Al cambiar la corriente cambia la pen-diente de la rampa y como el tiempodestinado al crecimiento es fijo, estosignifica que la amplitud pico a picopuede variarse con RV1 (figura 50).

La señal obtenida sobre el capacitor C1se aplica a un transistor en disposición

colector común, para obtener bajaimpedancia de salida y poder excitaral amplificador de potencia. La fun-cion de éste es excitar al yugo paraproducir la deflexión vertical. Asícomo el control de volumen de unamplificador de audio ajusta la po-tencia aplicada a los parlantes, elcontrol de altura ajusta la potenciaaplicada al yugo.

Figura 49

Fig. 50



CONSIDERACIONES SOBRE LA SECCIÓN VERTICAL DEL YUGO

Debiéramos aquí tratar el tema del amplificador, pero antes vamos a analizar al yugo, yaque hasta ahora no sabemos si debe considerárselo como un resistor o como un inductor.

En realidad el yugo es un inductor por su construcción, ya que se lo construye para quegenere un campo magnético que produzca la desviación del haz electrónico del tubo. Pero su geo-metría es tal, que la componente resistiva de su bobina de cobre es importante frente a la compo-nente inductiva. Por lo tanto, el yugo posee una dualidad: se comporta en algunas circunstanciascomo un resistor y en otras como un inductor.

El lector nodebe extrañarse poresta dualidad; en lafigura 51 se puedeobservar el circuitoequivalente del yugoy su comportamien-to como un resistoren bajas frecuenciasy como inductor enaltas frecuencias.

En la figurase realizó el cálculode la reactancia inductiva para 3 valores de frecuencia, 50Hz, 500Hz y 5000Hz; como se obser-va, a 50Hz la reactancia inductiva casi no tiene influencia y el circuito es prácticamente resisti-vo; en cambio a 5000Hz la reactancia inductiva tiene gran preponderancia y el circuito es prácti-camente inductivo. Pero...

¿Por qué analizamos el yugo como si estuviera sometido a una señal de frecuencia variable...si en realidad está sometido a una frecuencia fija (un diente de sierra de 50Hz en PAL y de 60Hzen NTSC)?

Porque el sector detrazado del diente desierra tiene compo-nentes de baja fre-cuencia (50Hz) y elde retrazado tienecomponentes de altafrecuencia (superio-res a 1kHz) debido aque la rampa crecelentamente durante eltrazado y decrece rá-pidamente durante elretrazado. Para en-tender el punto si-guiente repasaremos

Figura 51

Figura 52



cómo son las formas de onda sobre un inductor y un capacitor sometidos al pasaje de una corrien-te con forma de rampa, ya que la deflexión del haz es función de la corriente que circula por elyugo (figura 52).

EL CIRCUITO DE CARGA DEL AMPLIFICADOR VERTICAL

Ya sabemos que el yugodebe representarse co-mo un inductor con unresistor en serie, pero elcircuito de carga delamplificador no estáaún completo. La co-rriente por el yugo debeser alterna y el amplifi-cador sólo puede mane-jar corriente continua;por lo tanto, se imponeel uso de un capacitoren serie con el yugo, si-milar al capacitor en se-

rie que se instala con el parlante de unamplificador de audio.

Entonces, el circuito de carga completocontiene los tres componentes pasivosconocidos: R, L y C en serie, atravesadospor una corriente con forma de diente desierra (vea la figura 53). La forma de on-da de tensión, existente sobre la cargavertical compuesta, puede asimilarse auna onda trapezoidal, sobre todo cuandola capacidad C tiene un valor elevado. Eneste caso la señal sobre la carga es una

onda trapezoidal perfecta que puede observarse en la figura 54.

REALIMENTACIÓN NEGATIVA EN EL AMPLIFICADOR VERTICAL

La realimentación negativa es generalmente utilizada en amplificadores de audio para reducirla distorsión e incrementar la respuesta en frecuencia de un amplificador.

En un amplificador de audio se pretende que la tensión de salida sea mucho mayor que la deentrada, pero perfectamente proporcional para que no introduzca distorsión. Por ejemplo, si unamplificador distorsiona una onda triangular como la indicada en la parte A de la figura 55, se

Figura 53

Figura 54



puede utilizar realimentaciónnegativa, tal como se indica enel circuito para conseguir unamejora de la distorsión de sali-da. En B se dibujó cómo sonen realidad las señales del cir-cuito; si observamos cuidado-samente la señal de entrada,podemos concluir que la reali-mentación negativa genera unaseñal distorsionada en la entra-da del amplificador, pero queesta distorsión se anula con ladistorsión propia del amplifi-cador, se obtiene así una señallibre de distorsión en la salida.

En un amplificador verti-cal, lo que se pretende es quela corriente por el yugo seaproporcional al diente de sierraentregado por el generadorvertical. Para lograr esto bastacon colocar un pequeño resis-tor en serie con el yugo endonde se obtiene una tensiónproporcional a la corriente cir-culante (figura 56).

Cuando se provee la reali-mentación, el amplificadordistorsiona la tensión sobre lacarga, de manera tal que pro-duce la onda trapezoidal, ne-cesaria para asegurar que lacorriente circulante tenga laforma requerida.

AMPLIFICADORES VERTICALES DE PRIMERA GENERACIÓN

En los TV transistorizados de B y N y los primeros de color, toda la tensión de la cargaestaba incluida entre la tensión de fuente del amplificador de salida y masa, tal como se observaen la figura 57.

En estas condiciones, los transistores de salida del amplificador, con una disposición depar complementario, disipan energías muy diferentes. El superior sólo maneja el período de re-trazado, en tanto que el inferior se hace cargo de todo el trazado.

Figura 55

Figura 56

EL AMPLIFICADOR VERTICAL


Los amplificadores ensí eran prácticamenteuna copia de los desalida de audio conpar complementario,incluida la red de po-larización de continuaque opera por reali-mentación negativade CC (vea la figura58).

La realimentación ne-gativa estabiliza el punto de tra-bajo a la corriente continua. Ima-ginemos, por ejemplo, que latensión de salida en los emisoresde TR3 y TR4 aumenta debido aun efecto térmico; al mismotiempo aumentará la tensión deemisor de TR1 y, por lo tanto,aumentará también la tensión decolector. El transistor TR2 in-vierte el incremento, de modoque las bases de TR3 y TR4 re-ducen su tensión por oposiciónal cambio inicial.

Hasta aquí, con respecto a la eta-pa de barrido vertical, hemosanalizado a los osciladores y losgeneradores de rampa, resta aho-ra ver cómo son las etapas am-plificadoras de salida verticaltanto con componentes discretos

como con circuitos integrados, temas de los que nos ocuparemos a continuación.


LA ENERGÍA ACUMULADA EN EL YUGO

Cualquier estudiante de electrónica entiende perfectamente que un capacitor acumula energía,pero cuando el profesor dice que también un inductor acumula energía, ya no les resulta tan sim-ple de entender. Lo que ocurre es que los capacitores son casi perfectos por construcción, de mo-

Figura 57

Figura 58



do que cuando soncargados por una fuen-te y luego desconecta-dos, mantienen esacarga por mucho tiem-po. Luego al poner elcapacitor en cortocir-cuito se produce unachispa, propia de unaelevada circulación decorriente.

Si pudiéramosconstruir un inductorperfecto (con alambrede resistividad nula) yle hiciéramos circularuna corriente, se gene-raría un campo mag-nético. Si ahora desconectamos la fuente al mismo tiempo que cortocircuitamos el inductor, elcampo magnético producirá una circulación de corriente por el inductor y esta corriente genera-rá un nuevo campo magnético opuesto al anterior y así hasta el infinito. Con un inductor real, lacorriente se reduce transformándose en calor en forma muy rápida, de manera que, si abrimos elcircuito un rato después, no se producirá ninguna manifestación de la acumulación de energía, yaque ésta se ha transformado en calor.

Sin embargo, en cortos intervalos de tiempo se manifiestan fenómenos que permiten inferirque el inductor acumula energía. La figura 59 nos permitirá realizar experiencias útiles no sólopara explicar los circuitos de retrazado vertical, sino posteriormente los de barrido horizontal. Losfenómenos son iguales y, por lo tanto, los tratamos en forma conjunta.

La fuente V se aplica en el instante T0, el capacitor se carga casi instantáneamente al valor defuente, en cambio la corriente por el inductor crece lentamente en función de la tensión V y la in-ductancia L (el lector debe notar que utilizamos un inductor casi ideal con poca resistencia repre-sentada por R). En el instante T1 desconectamos la fuente. El inductor tiene acumulada energíaen forma de campo magnético (que está en su máximo valor). La corriente por el inductor sólopuede variar lentamente y lo único que encuentra para cerrar el circuito es el capacitor C, que co-mienza a cargarse con una tensión inversa a la de fuente hasta que, en el instante T2, toda la ener-gía magnética se transforma en energía eléctrica acumulada en el capacitor como -Vcmax.

A continuación, el capacitor comienza a descargarse sobre el inductor y genera una corrienteinversa a la inicial (-ILmax). Si R fuera nula -ILmax sería igual en valor absoluto a ILmax y lasinusoide continuaría existiendo por un tiempo indeterminado. Con R no nula, la sinusoide de-crece de valor, progresivamente, hasta anularse.

En la etapa de salida vertical L es la inductancia vertical del yugo, R es su resistencia y C esun pequeño capacitor que suele conectarse en paralelo con el yugo para evitar variaciones rápi-das de tensión sobre el mismo.

Pero esta señal está muy lejos de parecerse a la onda trapezoidal que se debe obtener sobre elyugo (en principio está invertida, pero eso se soluciona invirtiendo la batería). Lo que ocurre esque la etapa de salida limita la tensión de pico positiva (negativa en el dibujo) y la mantiene fija

Figura 59



en el valor defuente mientrasdura el retrazadovertical (figura60).

El retrazado co-mienza cuando elgenerador trape-zoidal (a través delexcitador) lleva lasbases de Q1 y Q2desde un valorprácticamente nu-lo correspondiente

al final del retrazado (conducción de Q2) hasta un valor cercano al de fuente, por conducción deQ1. En este instante el yugo comienza a entregar energía, de forma tal que si no estuviera D1 latensión VS superaría a la tensión de la fuente. En cambio D1 enclava la tensión VS a un valor0,6V superior a la fuente, hace que la energía deje de transferirse en forma sinusoidal por Ly yC2 para empezar a transferirse en forma de rampa por el camino Ly, C1 y fuente. En realidad, po-demos decir que el yugo entrega energía a la fuente y aumenta la tensión de C2 en forma leve.

EL CIRCUITO BOMBA

El circuito bomba es prácticamente el mismo para cualquier marca y modelo de circuito in-tegrado. Nosotros analizaremos el circuito de aplicación de un AN5521 pero cualquier otro seanaliza del mismo modo con sólo cambiar el número de patita (figura 61).

En este circuito el trazado ocupa todo el espacio, entre el eje de masa y el de alimentación de+27V. El retraza-do, por lo tanto,debe realizarse porsobre la tensión defuente. Cuando secorta la corrientepor el yugo, al fi-nal del trazado, és-te produce una so-bretensión (comotoda carga reacti-va) que tiende aaumentar la ten-sión de la salida,hasta valores quepueden resultarpeligrosos. El cir-

Figura 60

Figura 61



cuito bomba aprovecha esta característica de la carga inductiva, para realizar un retrazado y con-trola hasta un valor de tensión igual al doble de la tensión de fuente. El proceso es el siguiente:

Durante el trazado la tensión de la pata 2 (salida) está por debajo de la fuente. Esto es detec-tado por el integrado que entonces conecta la pata negativa de C312 a masa. En esta condición,D301 carga el capacitor C312 desde la fuente de 27V. Cuando comienza el retrazado, la tensiónde la pata 2 sube más allá de la fuente; el integrado lo detecta a través de C313 y R311 y conec-ta la pata negativa de C312 a +B. Ahora el retrazado sigue incrementándose hasta llegar a la ten-sión del terminal positivo de C312. Todo el retrazado se realiza a este valor de tensión hasta quela energía inductiva se agota y la tensión comienza a reducirse; cuando quede por debajo de 27Vel circuito bomba vuelve a conectar el terminal negativo de C312 a masa.

ETAPA DE DEFLEXIÓN VERTICAL INTEGRADA COMPLETA

Como ejemplo, vamos a explicar el funcionamiento completo del circuito de aplicación delAN5521. La salida vertical con circuito bomba ya fue explicada con anterioridad pero nos que-dan por analizar todas las redes de alimentación. El AN5521 está preparado para deflexión de110° y por lo tanto necesita un oscilador y un generador de rampa externos que, en este caso, es-tán ubicados dentro del llamado circuito jungla como formando una sola etapa denominadapreexcitadora (figura 62).

El preexcitador del jungla entrega, por la pata de salida, una señal diente de sierra que contie-

Figura 62



ne las distorsiones necesarias, para que el amplificador de salida haga circular un diente de sie-rra de corriente por el yugo. También por la misma pata, se introduce una tensión continua queproduce la adecuada polarización de la etapa de salida. Esta predistorsión de la señal no sólo obe-dece a las distorsiones propias de una etapa de potencia; en efecto, la mayor distorsión que debeagregarse, se debe al efecto inductivo del yugo durante el veloz periodo de retrazado. Otra dis-torsión importante; se debe al capacitor de acoplamiento C7; sobre él, se generará una tensión pa-rabólica, producto de la circulación del diente de sierra de corriente. Esta tensión se sumará aldiente de sierra de tensión, necesario sobre el yugo durante el trazado y da lugar a que en la pa-ta 2 se produzca una forma de onda de tensión trapezoidal.

La responsabilidad de conseguir que la tensión sobre la salida tenga una forma de señal tandistinta a la generada en el jungla; recae sobre dos lazos de realimentación. Estos lazos, que enel circuito se indican como REAL.CC y REAL.CA, interconectan el yugo con la entrada de rea-limentación del jungla. La realimentación de alterna provocará la predistorsión de la señal de ex-citación y linealizará el trazado, ya que se trata de una realimentación de corriente (muestra detensión sobre los resistores R6/R5, que están en serie con el yugo y el capacitor de acoplamien-to C7). La realimentación de continua se obtiene del terminal inferior de yugo; obviamente, an-tes del desacoplamiento provocado por C7. Esta realimentación nos asegurará que la etapa de sa-lida esté correctamente polarizada; es decir, que el trazado se realice sin recortes contra el eje demasa, en su parte final y sin recortes contra el eje de +B, en su principio.

LAZOS DE REALIMENTACCIÓN Y AMPLIFICACIÓN VERTICAL

El diente de sierra de corriente por el yugo, produce una tensión sobre el paralelo R6 y R7.Esta tensión se atenúa en el control de altura, formado por R5 VR3 y R4; es decir, que para con-trolar la altura, este televisor modifica el coeficiente de realimentación de alterna.

La muestra de tensión del punto medio del preset se envía directamente a la pata de realimen-tación del jungla, por medio de R26 R15 y R1. La función de R1 es simplemente no enviar la pa-ta 17 del jungla directamente a masa, cuando se opera la llave de servicio (que sirve para cortarla deflexión vertical). Como la realimentación negativa pura no era suficiente para corregir todaslas distorsiones (de hecho, la realimentación debiera ser infinita, para que la distorsión se hagacero), se provoca una realimentación alineal, sobre el resistor R26, al agregar sobre él, a C22 yR27. La tensión del terminal inferior del yugo es la continua que queremos realimentar, pero tie-ne una componente parabólica muy importante (debido a C7) que debe ser filtrada. El filtro deparábola está constituido por R12 y C14 (el resistor R16 es, en realidad, un puente de alambre;el agregado de resistencia, en esta posición, actúa como un control de linealidad, pero la expe-riencia indicó que este control no era necesario y fue anulado). C9 es un capacitor para evitar quelos arcos en el tubo dañen el integrado jungla.

La señal de salida del jungla se envía a la pata 4 del vertical, por medio de R6 y R14, que ope-ran como resistores separadores y protectores de arcos, conjuntamente con C11. La respuesta enfrecuencia propia del amplificador, llega a valores muy altos; por lo tanto, se debe provocar uncorte de alta frecuencia externo, para evitar oscilaciones espurias. Esto se consigue con un lazosecundario de realimentación negativa, a través de C5 y un capacitor (C6), desde la salida a ma-sa. A pesar de las protecciones anteriores, es conveniente, evitar que el yugo se presente comouna carga inductiva a frecuencias elevadas; un capacitor en paralelo con el yugo (C1) se encarga



de compensar la inductancia de la carga. Las señales negativas sobre la salida son la principalcausa de daño al amplificador de potencia. El diodo D2 evita esta condición, que se produce de-bido a la carga inductiva que presenta el yugo. Como el yugo es una unidad doble, que incluyetambién las bobinas horizontales, debe existir, sobre la bobina vertical, alguna red que rechace lainterferencia de horizontal (en realidad esta interferencia se debe a que, por defectos de fabrica-ción, las bobinas horizontales y verticales nunca están exactamente a 90°). Esta red es un circui-to LR formado por la propia inductancia del bobinado y los resistores R1 y R2. Demás está de-cir que, en realidad, el verdadero rechazo se produce porque los bobinados de vertical y horizon-tal son perpendiculares entre sí; la red sólo atenua los restos producidos por la falta de perpendi-cularidad, debida a tolerancias de producción.

AJUSTE DE LA ETAPA VERTICAL

Los ajustes de esta etapa son, por lo general, reducidos al mínimo indispensable. Como ya di-jimos el control de linealidad ha sido eliminado y el ajuste de altura que debería ser doble, con-siderando la norma de 50 y 60Hz es en realidad simple, ya que la compensación por el cambiode norma se realiza internamente al circuito jungla. Para facilitar el ajuste de blanco, esta etapaposee una llave de servicio. Esta llave actúa sobre el lazo de realimentación de continua y conec-ta la unión de R1 y R15 a masa. El jungla interpreta que no le llega tensión desde la salida y pro-cede a bajar la tensión de la entrada (existe una inversión de 180° entre entrada y salida). Esteproceso continua hasta que el amplificador va al corte y desactiva la deflexión vertical. Un cen-trado vertical es aconsejable en tubos de alta deflexión; en este caso, se realiza un centrado entres pasos, por intermedio de un conector que puede conectar R13 a masa, a positivo o dejarlo sinconectar.

REPARACIONES EN LA ETAPA DE SALIDA VERTICAL

Vamos a explicar ejemplificando cómo se realiza la reparación del circuito tomado comoejemplo. Esta etapa presenta para su reparación, las dificultades clásicas de toda etapa realimen-tada. Por lo tanto, puede llegar a ser necesario, abrir el lazo de realimentación de continua y reem-plazar la tensión del terminal inferior del yugo por una fuente de 13,5V (la mitad de la tensión dealimentación). Es decir que R312, debe desconectarse del yugo y conectarse a una fuente de13,5V.

Por cualquier falla del vertical, es conveniente, primero, controlar que las polarizaciones decontinua se encuentren en su valor justo. Para poder verificar este dato, es necesario quitar laseñal de alterna. El lugar correcto para realizar este corte es la pata 4, que debe derivarse a ma-sa con un electrolítico de 100µF (colocar primero brillo y contraste a mínimo, para no marcarel tubo). En estas condiciones, se deben medir primero las tensiones de alimentación en la pata7 = 26,4V y en la 3 = 25,8V. Controlar también, que la excitación de la llave bomba, en la pata4, esté prácticamente en 0V y que la llave bomba se encuentre conectada a masa, pata 6 < 1V.

En estas condiciones, la tensión de salida (pata 2) y la del terminal inferior del yugo debenser de 13,8V +-1V y la de entrada (pata 4) de 0,7V+-70mV.



Si estas tensiones no son correctas, se debe proceder a abrir el lazo de realimentación y vol-ver a verificarlas. (Nota: sin realimentación negativa, pequeños cambios de la tensión de entra-da pueden provocar un cambio muy grande de la salida; como la tensión de salida se reempla-zó con una fuente ajustable, se puede variar ligeramente la tensión de la misma y observar el re-sultado en la tensión de salida.

Si la tensión de entrada es correcta y la de salida es baja, corresponde verificar el diodo D302y el capacitor C307. Si estos componentes no están fallados, se debe proceder a cambiar el inte-grado.

En cambio, si la tensión de salida es alta, la falla puede estar sólo en el integrado, salvo uncortocircuito en el circuito impreso.

Si la tensión de entrada no es correcta; corresponde determinar si la falla se produce en ellazo de realimentación, en el jungla o en el salida. Primero se verifica la tensión de realimenta-ción, en la pata 17 del jungla. Si es correcta (2,7V+-0,25V), significa que la red de realimenta-ción está en buen estado y el problema está en el jungla, o en R6 R4 o C1. Corresponde medirlos resistores y el capacitor y, en caso contrario, el jungla. También puede medirse si el junglaentrega la tensión correcta; si por la pata 18 entrega 0,8V, el problema está en la red RC o en elintegrado de salida. Corresponde verificar la red y luego cambiar el integrado.

Si el problema está en la red de realimentación, se puede encontrar la falla, simplemente conun téster digital se medirán los resistores y se controlaría que C4 y C2 no estén en cortocircui-to.

Si el funcionamiento en continua es correcto, pero la imagen tiene distorsiones o plegados, lafalla está seguramente en el circuito bomba. Se debe verificar a D1, C2, C13 y R11. El circuitobomba reduce considerablemente el consumo de la etapa de salida, al permitir que la misma pue-da ubicarse en el mismo chip que contiene todos los circuitos de la etapa vertical.

Figura 63



Por lo menos así ocurre cuando se trata de un circuito con un tubo de 90° de deflexión (me-nores de 21’’ de diagonal).

En tubos con pantalla de mayor tamaño, el ángulo de deflexión es mayor, para que todo el tu-bo tenga menos profundidad, por lo general son de 110° y para desviar el haz necesitan mayorcorriente por el yugo y provocan una mayor sobreelevación de temperatura. En este caso se sue-len utilizar disposiciones de circuito, en donde el oscilador y el generador del diente de sierra seencuentran separados de la etapa de salida.

Consideraciones Finales

Salvo por el ya nombrado circuito jungla, las etapas de salida vertical antiguas y modernas detelevisores que no funcionen por conteo, son todas similares entre sí. En la figura 63 de la pági-na anterior, se pueden ver las arquitecturas para que el lector pueda ubicarse perfectamente encualquier circuito antiguo o moderno. ********


TEST DE EVALUACIÓN

Test de EvaluaciónEl SincrEl Sincronismo y Etapa onismo y Etapa VVerertical de un tical de un TTelevisorelevisor

Ud. puede rendir un test de evaluación de esta lección que, al aprobarlo, le permitirá obtener uncertificado de aprobación avalado por el Club Saber Electrónica. Para realizar la evaluación deberáser socio del Club SE (es gratuito) y tiene que haber adquirido esta obra, ya que antes de efectuarlose le harán algunas preguntas relacionadas con las páginas de este texto. Para contestar este cuestio-nario, ingrese a nuestra página: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingre-se la clave: testtv; se desplegará una ventana con los títulos de las 8 lecciones del curso, haga clicken “El Sincronismo y Etapa Vertical de un Televisor” y aparecerá el cuestionario que está más abajo.Para realizar la evaluación deberá hacer click en una y sólo una de las casillas que hay debajo de ca-da pregunta y cuando termine deberá clicar sobre el botón “enviar”. Si contestó bien 7 o más pregun-tas, habrá aprobado la lección y podrá imprimir un certificado que posee un número único e irrepeti-ble que acredita la autenticidad del mismo. Sólo podrá realizar el examen una única vez, si no aprue-ba deberá enviar un mail al moderador del curso para que se le habilite una nueva oportunidad. Unavez que Ud. haya aprobado los Tests de Evaluación de las 8 lecciones, obtendrá un Certificado deAprobación del Curso.

1) En el barrido entrelazado ¿cuántas vecesse transmite el mismo cuadro?

1 23 4

2) ¿Cuántas líneas de barrido horizontal tienecada campo en la norma PAL N?

262.5 312.5525 625

3) ¿Cuántas líneas de barrido horizontal tienecada campo en la norma NTSC M?

262.5 312.5525 625

4) ¿Para qué sirven los pulsos ecualizadores?para que no se desplace el color de la ima-

genpara establecer un balance de colorpara compensar las diferencias de los pul-

sos de sincronismo vertical de cada campopara mejorar el rendimiento de la imagen

5) ¿Cuántos pulsos de preecualización tienecada campo impar en la norma PAL N?

2 45 10

6) ¿Cómo se separan los pulsos de sincronismoverticales de los horizontales?

por medio de un diodo

por medio de un capacitora través de un integradorpor medio de un sintetizador

7) ¿Qué pasaría si no hubiera pulsos ecualiza-dores?

no se tendría barrido verticalel entrelazado de la imagen sería deficientese perdería el sincronismo horizontalel discriminador debería hacerse con circui-

tos integrados.

8) Los pulsos de sincronismo horizontal se ob-tiene por medio de

un circuito diferenciadorun circuito integradoruna base de tiempoun diodo rectificador

9) La frecuencia libre de un oscilador verticaldebe ajustarse a un valor

ligeramente inferior a la frecuencia verticalligeramente superior a la frecuencia verticalal valor de la frecuencia verticalal doble de la frecuencia vertical

10) ¿Cuál es la carga del amplificador vertical?el TRCuna bobina del yugola fuente conmutadael oscilador vertical

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