electronica y servicio 06--fallas en sistemas de audio

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio

CONTENIDOCiencia y novedades tecnolgicas................. 5

Perfil tecnolgicoEl surgimiento de la radio...........................9Leopoldo Parra y Felipe Orozco

Leyes, dispositivos y circuitosDiodos semiconductores............................ 14Oscar Montoya Figueroa

Qu es y cmo funcionaTelefona celular...........................................26Oscar Montoya Figueroa

Servicio tcnicoCambio de cabezas en videograbadorasPanasonic.....................................................32Jos Luis Orozco CuautleInstalacin de autoestreos,ecualizadores y amplificadoresde audio........................................................38Guillermo Palomares OrozcoGua de fallas y soluciones en sistemasde componentes de audio...........................45Armando Mata Domnguez

Electrnica y computacinInstalacin y configuracinde monitores................................................ 56Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorioCircuito amplificador de potencia........... 71Oscar Montoya Figueroa

Boletn Tcnico-ElectrnicoProcedimientos para localizar fallas en sintonizadores detelevisores RCAAlvaro Vzquez Almazn

In memoriamProfr. Francisco Orozco Gonzlez

Direccin editorialLic. Felipe Orozco Cuautle([email protected])Direccin comercialProfr. J. Luis Orozco Cuautle([email protected])AdministracinLic. Javier Orozco Cuautle([email protected])Staff de asesora editorialProfr. Francisco Orozco Cuautle([email protected])Profr. Armando Mata DomnguezIng. Juan Manuel GonzlezProfr. J. Luis Orozco CuautleIng. Leopoldo Parra Reynada([email protected])Profr. Guillermo Palomares Orozco([email protected])Editor asociadoLic. Eduardo Mondragn MuozJuana Vega Parra

Colaboradores en este nmeroIng. Leopoldo Parra ReynadaIng. Oscar Montoya FigueroaProfr. J. Luis Orozco CuautleProfr. Armando Mata DomnguezProfr. Guillermo Palomares OrozcoProfr. Alvaro Vzquez Almazn

Diseo Grfico y Pre-prensa digitalD.C.G. Norma C. Sandoval Rivero([email protected])Gabriel Rivero Montes de Oca

Publicidad y ventasCristina Godefroy T. y Rafael Morales M.

SuscripcionesMa. de los Angeles Orozco CuautleIsabel Orozco Cuautle ([email protected])

Revista editada mensualmente por Mxico DigitalComunicacin, S.A. Certificado de Licitud de Ttulo yde Contenido en trmite, Reserva al Ttulo de Dere-chos de Autor en trmite.Oficinas: Norte 2 No.4, Col. Hogares Mexicanos,Ecatepec de Morelos, Estado de Mxico, C.P. 55040.Mxico. Tels 787-1779 y 770-4884, fax 770-0214.Distribucin: Centro Japons de Informacin Electrni-ca, S.A. y Distribuidora INTERMEX.Impresin: Impresora Becanor, Bolvar 385, Col. Obre-ra, Mxico, D.F. Tel. 578-4718.Precio ejemplar: $30.00 ($35.00 ejemplares atrasados)Suscripcin anual: $360.00 para toda la RepblicaMexicana, por correo de segunda clase (60.00 Dlls.para el extranjero).Todas las marcas y nombres registrados que se citanen los artculos, son propiedad de sus respectivas com-paas.Estrictamente prohibida la reproduccin total o parcialpor cualquier medio, sea mecnico o electrnico.

No.6, Agosto de 1998

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio5 6

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

Cuidado Intel! Llega el AMD K6-2

Quienes estn involucrados con el mundo de lacomputacin, saben que la plataforma PC haestado dominada desde su concepcin por losmicroprocesadores de Intel, siendo los circuitosque marcan la pauta tecnolgica entre los fabri-cantes de clones. Sin embargo, cada vez lascompaas introducen mejoras que incrementanel poder de cmputo de sus microprocesadores,acercndose al desempeo de los chips de Intel,e incluso superndolos en algunos aspectos; tal

es el caso del K6-2 de Advanced Micro Devices,mejor conocida por sus siglas: AMD (figura 1).

De hecho, AMD es una compaa que desdehace muchos aos se ha convertido en uno delos principales competidores de Intel en el cam-po de los microprocesadores para computadoraspersonales, y ahora trata de colocarse en unaposicin de liderazgo al presentar su micropro-cesador K6-2, el cual incorpora tecnologa depunta llamada 3D-Now.

Estos microprocesadores incorporan nuevosbloques operativos, cuya funcin primordial esefectuar clculos veloces de elementos en tresdimensiones (caracterstica que los hace idea-les para los modernos juegos de computadora,as como para aplicaciones avanzadas de dise-o y animacin en tercera dimensin), comple-mentados por 21 nuevas instrucciones que sir-ven, precisamente, para hacer uso de los recur-sos adicionales incluidos en el circuito.

Esta innovacin ya ha obtenido una recep-cin entusiasta por parte de los diseadores desoftware de entretenimiento y diseo en 3D, eincluso el gigante Microsoft ha decidido modifi-car sus libreras DirectX para que los juegos quese ejecutan bajo Windows 95 o versiones supe-riores de dicho sistema operativo, puedan apro-vechar plenamente esa caracterstica avanzada

de los microprocesadores de AMD. Por si estofuera poco, otros fabricantes (como Cyrix yCentaur Technologies) han aceptado incorporarlas caractersticas de 3D-Now en sus futurosprocesadores, lo que puede significar un serioreto al predominio de Intel en la plataforma PC.

Una ventaja adicional que de ninguna mane-ra puede ser pasada por alto, es que el precio deventa del K6-2 es menor que el de procesadoresde Intel equivalentes en desempeo. Un mayorpoder de cmputo a un menor precio, puede seruna combinacin peligrosa para el gigante deSanta Clara, California.

Una computadora en su mano:la Sharp SE-300

Los organizadores electrnicos personales, hanevolucionado hasta alcanzar prcticamente elpoder de una computadora personal de bajo ni-

vel, aunque sin hacer a un lado su objetivo ori-ginal: agendar citas, registrar el directorio, ha-cer seguimientos de control de proyectos, e in-cluso llevar una contabilidad bsica. Y todo, enun pequeo aparato que cabe en la palma de lamano y con una simple presin sobre la panta-lla sensible al tacto.

Un ejemplo representativo de estos aparatosporttiles, es la agenda electrnica Sharp SE-300,la cual se viene a aadir a dispositivos como elNewton de Apple o el PalmPilot de 3Com, con laventaja de que su tamao es muy reducido parala amplia variedad de prestaciones que ofrece(figura 2).

Cabe mencionar que los organizadores per-sonales, no obstante sus ventajas, no han teni-do el xito esperado por los fabricantes; sin em-bargo, los avances en la tecnologa de fabrica-cin de microprocesadores han permitido fabri-car equipos cada vez ms pequeos, veloces,poderosos, con menores requerimientos de ener-

Figura 1 Figura 2

Clipbook

Activities

Contacts

Expense

Notes

MenuOff

Sync

ClockCalc

Backlight


ga y, tal vez lo mejor, ms baratos. La posibili-dad de masificacin de estos aparatos ya estabierta.

Un traductor manual de textos escritos?

Entre los dispositivos ingeniosos que han apa-recido recientemente, merece una atencin es-

pecial el Qicktionari, producido por la compa-a Innovations (figura 3A).

Este aparato, cuyo aspecto es el de un term-metro electrnico inusualmente grande, incluyeen diminuto escner en la punta, con el que esposible explorar lnea por lnea un texto impre-so, para entonces hacer un reconocimiento delos caracteres ledos y traducirlos en otro idio-ma.

Naturalmente que este concepto representaun gran avance en relacin con los traductoresde teclado, en los cuales el usuario debe intro-ducir letra por letra los textos o palabras.

Sin embargo, su desventaja es que, por lo me-nos en este modelo, no es posible manejar va-rios idiomas y la traduccin es unidireccional,es decir, slo traduce del ingls al francs y noal contrario ni en otros idiomas. Mas es cues-tin de tiempo para que evolucione el conceptoy sea posible tener un traductor de bolsillo muyverstil.

Proceso digital de luz en pantallasde televisin

El ms reciente de los sistemas para el desplie-gue de imgenes que no se basan en el tubo derayos catdicos, es el DLP (siglas de Digital LightProcessor o procesador de luz digital). Este es uninvento de la compaa Texas Instruments, em-

Figura 3B

Figura 3A

Figura 4

Espejo Estructura bsica de unmicro-espejo dentro de

un DMD.

Punto detorsin

Yugo Tope

presa que normalmente asociamos con la pro-duccin de circuitos digitales, microprocesa-do-res y calculadoras; sin embargo, en sus labora-torios ha diseado y comenzado a producir esterevolucionario sistema.

El DLP basa su funcionamiento en una obleade silicio en donde se han grabado ms de 2

Figura 6

Figura 4 millones de minsculos espejos (a esta pastillasemiconductora se le ha denominado DMD, si-glas de Digital Micromirror Device o dispositivode micro-espejos digitales), los cuales, debido aun mtodo muy avanzado tecnolgicamente soncapaces de girar en pequeos ngulos (10 gra-dos, figura 4).

Entonces, al aplicar una luz brillante a travsde un disco rotatorio con filtros de los tres colo-res primarios (figura 5) y activando los espejospor tiempos muy definidos, se pueden obtenerhasta 256 tonos distintos de rojo, verde o azul,los cuales combinadamente pueden desplegarms de 16 millones de colores.

Estas pantallas han salido ya de la etapa ex-perimental y empezado a comercializarse enforma masiva, aunque por el momento su altocosto los coloca por encima del presupuesto delpblico en general (vea en la figura 6 una foto-grafa de unos chips ya listos para su venta, yuna serie de microfotografas donde se apreciala estructura de uno de estos micro-espejos).Esperamos los resultados.

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio109

EL SURGIMIENTODE LA RADIO

Primera de dos partes

EL SURGIMIENTODE LA RADIO

Primera de dos partes

Leopoldo Parra y Felipe Orozco

En el artculo El Galvanismo y lasRadiocomunicaciones (No. 4),

mencionamos que, inspirado en lasinvestigaciones sobre la

correspondencia entre losfenmenos magnticos y elctricos,

el cientfico escocs James ClerkMaxwell, predijo mediante una seriede ecuaciones que llevan su nombre,

que toda perturbacin elctrica omagntica produce a cualquier

distancia un efecto electromagnticoque se propaga a la velocidad de la

luz; es decir, demostr tericamentela existencia de las ondas de radio.

Cuatro aos ms tarde, HeinrichHertz demostr empricamente la

equivalencia entre las ondas de luz ylas ondas electromagnticas,

sentando as las bases definitivaspara las radiocomunicaciones.

Los experimentos de Faraday

Como ya explicamos en un artculo anterior, aun-que se realizaron mltiples experimentos sobreelectricidad y magnetismo antes de MichaelFaraday (figura 1), fue este investigador inglsquien descubri la estrecha relacin que existeentre ambos tipos de fenmenos.

Fue precisamente Faraday quien descubrique cuando en una bobina circula una corrienteelctrica, se produce un campo magntico pro-porcional a la corriente circulando, y a la inver-sa: cuando a una bobina se aplica un campomagntico externo, en sus extremos aparece unavariacin de voltaje (figura 2).

Este descubrimiento, aparentemente tan sen-cillo, es la base sobre la cual funcionan prcti-camente todos los aparatos elctricos que nosrodean en nuestra vida cotidiana, desde el mo-tor de un auto de juguete hasta los grandes trans-formadores que sirven para distribuir el fluidoelctrico en las grandes ciudades.

Los planteamientos de Maxwell

En la dcada de 1860, el fsico ingls James ClerkMaxwell, con una gran lucidez que asombra in-cluso a los cientficos contemporneos, puso al

descubierto en forma terica la estrecha relacinque existe entre los campos elctricos y magn-ticos; postulando que una carga elctrica enmovimiento producira en su alrededor un cam-po magntico variable, el cual, a su vez, induci-ra un campo elctrico, y as sucesivamente (fi-gura 3). Esto, a su vez, se traducira en la gene-racin de una onda electromagntica que se ori-gina en la carga elctrica variable y viaja en to-das direcciones (estos trabajos se publicaron enconjunto hasta 1873).

Sus clculos tericos le permitieron determi-nar que esta onda electromagntica se propaga

a la misma velocidad que la luz, lo que lo llev ala conclusin de que la energa luminosa no erasino otra manifestacin de este tipo de ondas

En 1831, Michael Faraday, descubri yobserv fsicamente la induccinelectromagntica. Primeramente, Fara-day coloc limaduras de hierro en unahoja de papel, coloc debajo de ella unimn y golpe ligeramente la hoja paraque las limaduras reaccionaran a lafuerza del imn; con este sencilloexperimento, Faraday descubri que lainfluencia de los imanes se manifestabaen forma de lneas de fuerza, mismasque forman un campo magntico que vadesde un polo del imn hasta el otro.

Michael Faraday

Polo surPolo norte

Lneas de fuerza

Polo surPolo sur

Lneas de fuerza

Figura 1

Campo magntico

Electricidadinducida

Otro de los descubrimientos de Faraday, fue la induccin de oltaje en una espira en movimiento, lo que dara origen a lasdinamos generadoras que se utilizan para la generacinde electricidad.

Corri

ente

var

iabl

e

Campos magnticos (plano horizontal)Campos elctricos (plano vertical)

James ClerkMaxwell

Figura 2 Figura 3


(un salto imaginativo sorprendente para la cien-cia de la poca).

Las ondas de radio y el espectroelectromagntico

Tan slo faltaba la comprobacin prctica deestas teoras, y sta fue conseguida por los ex-perimentos de un fsico alemn: Heinrich Hertz,quien utilizando una cmara de chispas y un arometlico receptor (figura 4) corrobor la existen-cia de las ondas electromagnticas. El fundamen-to de este experimento fue el siguiente: si efecti-

vamente en las cargas elctricas en movimientorepresentadas por la chispa elctrica se genera-ba una serie de ondas electromagnticas, el aroreceptor captara parte de esta onda y la trans-formara nuevamente en seal elctrica, hacien-do saltar una chispa de menor tamao, pero per-fectamente sincronizada con la chispa principalentre las puntas del aro receptor.

Debido a lo rudimentario del experimento,Hertz tuvo que hacer grandes esfuerzos para lo-calizar los puntos en que la induccin electro-magntica sobre el aro metlico estuviera en supunto mximo; sin embargo, una vez obtenidala chispa inducida en el aro metlico, eso bastpara demostrar en la prctica la validez de lasteoras de Maxwell. Precisamente, en honor aHertz, se ha denominado con su nombre una delas variables fundamentales en el comportamien-to de las ondas electromagnticas (y en generalde todo tipo de oscilaciones): los ciclos por se-gundo (figura 5).

La telegrafa sin hilos

Incluso cuando Hertz descubri la existencia delas ondas electromagnticas, todos estos expe-rimentos no pasaban de ser curiosidades de la-boratorio; fue hasta que un investigador italia-no, Guglielmo Marconi, quien al estudiar los des-cubrimientos realizados por Hertz, lleg a la con-clusin de que las ondas electromagnticas po-

Chispainducida

Aro metlicoreceptor

Chispaelctrica

Figura 4

Figura 5

Hertz confirmexperimentalmente elconcepto de ondaelectromagnticaintroducido porMaxwell,demostrando as quela electricidad puedetransmitirse en formade ondas.electromagnticas.

dan utilizarse para la transmisin instantneade informacin a distancia (figura 6).

Para conseguir la transmisin de datos pormedio de ondas de radio, Marconi utiliz unacmara de chispas, la cual produca en su inte-rior un arco elctrico al aplicarle la seal de uncapacitor. Para comprobar si efectivamente sepoda aprovechar la onda resultante a distancia,le pidi a su hermano que llevara la cmara a unsitio alejado de su casa y detrs de una colinacercana, de modo que no hubiera contacto vi-sual entre ambos: al momento en que se aplica la cmara de chispas una serie de pulsos deactivacin en cdigo Morse, Marconi fue capazde recibirlos con gran claridad, quedando as

Cuando la cmara de chispas comienza afuncionar, la antena recibe la induccin de voltajey lo convierte en electricidad, de modo que seescucha en la bocina conectada en los extremosdel lazo de recepcin.

Cmara de chispas

Antena de recepcin

Bocina captora

Experimento de Marconi

Figura 6

Figura 7

Las tcnicas de Marconi fueron labase para el desarrollo de la radio.

demostrada la posibilidad de la comunicacin adistancia sin necesidad de los cables hilos tele-grficos (figura 7).

Marconi viaj por toda Europa y Amricapromocionando su descubrimiento, hasta que afinales del siglo pasado y principios del presentefue reconocido como el primero en desarrollarun uso prctico para las ondas electromagnti-cas; por ejemplo, en 1899 logr establecer lacomunicacin entre Europa continental e Ingla-terra por medio de ondas radiales, e incluso en1901 consigui una transmisin transatlnticaentre Europa y Amrica, hecho que definitiva-mente lo consagr como el padre de la radio (dehecho, para 1902 ya se haba establecido un ser-vicio de radio-cables regular entre Europa yAmrica). Como reconocimiento a estos descu-brimientos, Marconi recibi el Premio Nobel defsica en 1909.

A pesar del gran avance que represent parala poca el desarrollo de la telegrafa sin hilos,an quedaban diversos aspectos que resolverpara que pudiera desarrollarse un sistema deradiotransmisin moderno, capaz de transmitirno slo pulsos en cdigo Morse, sino tambinsonidos, voces, msica, etc. Tuvo que desarro-llarse una rama de la fsica para que la radio co-mercial fuera una realidad: la electrnica.

Concluye en el prximo nmero

Heinrich Hertz

Laboratorio de Hertz


DIODOSSEMICONDUCTORES

DIODOSSEMICONDUCTORES

Oscar Montoya Figueroa

En este artculo revisaremos elprincipio de operacin de los

diodos semiconductores,concretando nuestra

explicacin en elfuncionamiento y aplicaciones

de los diversos tipos queactualmente se utilizan de

manera comn: rectificadores,zener, de corriente constante,

de recuperacin en escaln,invertidos, tnel, varicap,

varistores y LEDs.

Introduccin

Recordemos que un semiconductor es un mate-rial (generalmente silicio o germanio) cuyas ca-ractersticas de conducin elctrica han sidomodificadas. Para esto, como sabemos, ha sidocombinado, sin formar un compuesto qumico,con otros elementos.

A este proceso de combinacin se le llamadopado. Por medio de ste, se consiguen bsica-mente dos tipos de materiales: tipo N, en los quese registra un exceso relativo de electrones den-tro del material, y tipo P, en los que se presentaun dficit de electrones (figura 1).

Los dispositivos electrnicos se forman condiferentes combinaciones de materiales tipo P yN, y las caractersticas elctricas de cada uno deellos estn determinadas por la intensidad deldopado de las secciones de semiconductores, ascomo por el tamao y organizacin fsica de losmateriales. Gracias a esto es posible fabricar, porejemplo, un transistor para corrientes pequeasy otro para corrientes elevadas, aunque la for-ma bsica de los dos sea la misma.

Diodos semiconductores

Los diodos realizan una gran variedad de fun-ciones; entre ellas, la rectificacin de seales de


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corriente alterna en fuentes de poder y en ra-dios de AM, reguladores de voltaje, formadoresde onda, duplicadores de voltaje, selectores defrecuencia, detectores de FM, disparadores,indicadores luminosos, detectores de haz, gene-radores lser, etc. Las aplicaciones de los dio-dos son muchas y muy variadas; de ah la im-portancia de conocerlos ms a fondo.

Los diodos semiconductores, como su nom-bre lo indica, son dispositivos conformados pordos secciones de material semiconductor, unatipo P y la otra tipo N. Su nombre proviene de lacontraccin de las palabras dos electrones, eningls. En la actualidad, la palabra "diodo" seutiliza de manera ms amplia para definir amuchos dispositivos semiconductores que ni-camente tienen dos terminales de conexin; esto,a pesar de que su formacin interna sea de msde dos secciones de material semiconductor. Ala seccin P de un diodo se le conoce con el nom-bre de "nodo", y a la seccin N con el de"ctodo". Para entender la forma en que traba-jan los diodos semiconductores, comenzaremosnuestro anlisis a partir de un diodo de dos sec-ciones de caractersticas generales.

En un diodo, su seccin N tiene impurezasque le permiten tener un exceso de electroneslibres en su estructura; as, dicha seccin se hacede cierta forma negativa. Y como en su seccinP las impurezas provocan un dficit de electro-nes libres, la misma se torna positiva. Cuandono hay un voltaje aplicado en las secciones deldiodo, se desarrolla un fenmeno interesante enla unin P-N: los electrones libres de la seccinN se recombinan (se unen) con los huecos cer-canos a la unin de la seccin P. A esta recombi-

nacin en la unin del diodo, se le denomina"dipolo". La formacin de dipolos en la zona deunin, hace que en esa parte se registre un dfi-cit de portadores; por eso se le llama "zona dedeplexin" (figura 2).

Cada dipolo tiene un campo elctrico entrelos iones positivo y negativo. Los electrones sonrepelidos por este campo, cuando tratan de cru-zar la zona de deplexin para recombinarse conhuecos ms alejados del otro lado. Con cadarecombinacin aumenta el campo elctrico, has-ta que se logra el equilibrio; es decir, se detieneel paso de electrones del semiconductor tipo Nhacia el tipo P. El campo elctrico formado porlos iones, se denomina "barrera de potencial";para los diodos de germanio, es de 0.3 volts; paralos diodos de silicio, es de 0.7 volts.

Si se conecta una fuente de potencial elctri-co (por ejemplo, una pila o batera) a las termi-nales del diodo, de forma que el polo positivo de

la fuente coincida con la seccin P del diodo y elpolo negativo con la seccin N, se dice que eldiodo est en polarizacin directa. Pero cuandoel polo positivo se conecta a la seccin N deldiodo y el polo negativo a la seccin P, entoncesel diodo est polarizado de manera inversa.

Cuando el diodo se encuentra en polarizacindirecta, los electrones libres de la seccin N ylos huecos de la seccin P son repelidos hacia launin P-N debido al voltaje aplicado por la fuen-te externa. Si el voltaje de polarizacin es msgrande que el valor de la barrera de potencial,entonces un electrn de la seccin N cruzar atravs de la unin para recombinarse con unhueco en la seccin P. El desplazamiento de loselectrones hacia la unin, genera iones positi-vos dentro de la seccin N, los cuales atraen alos electrones del conductor externo hacia el in-terior del cristal. Una vez dentro, los electronespueden desplazarse tambin hacia la unin pararecombinarse con los huecos de la seccin P,mismos que se convierten en electrones de va-lencia y son atrados por el polo positivo del con-ductor externo; entonces salen del cristal(semiconductor P), y de ah se dirigen hacia labatera (figura 3).

El hecho de que un electrn de valencia en laseccin P se mueva hacia el extremo izquierdo,es equivalente a que un hueco se desplace haciala unin. Este proceso de flujo de corriente en eldiodo se mantiene, en tanto exista la polariza-cin directa con el valor de voltaje mayor a labarrera de potencial.

Si el diodo est polarizado de manera inver-sa, los huecos de la seccin P son atrados haciael polo negativo de la batera y los electrones dela seccin N son atrados hacia el polo positivo.Puesto que huecos y electrones se alejan de launin, la zona de deplexin crece de acuerdocon el valor del voltaje inverso aplicado a lasterminales del diodo. Por tanto, la zona dedeplexin deja de aumentar cuando tiene unadiferencia de potencial igual al valor de la ten-sin inversa aplicada. Con la zona de deplexinaumentada, no circula entonces corriente elc-trica; la razn es que el dispositivo, en cierta for-ma, aument al mximo su resistencia elctricainterna (figura 4).

Aunque de manera prctica consideremos queno hay flujo de corriente elctrica a travs deldiodo en polarizacin inversa, realmente s segenera un pequeo flujo de corriente elctricainversa. El calor del ambiente, hace que de ma-nera espontnea se generen pares "hueco-elec-trn" suficientes para mantener un diminuto flujode corriente elctrica. A la corriente elctrica in-versa tambin se le conoce como "corriente deportadores minoritarios". Hay otra corriente quese genera de manera paralela a la corriente in-versa, y es la elctrica superficial de fugas; staes producida por impurezas en la superficie delcristal e imperfecciones en su estructura inter-na.

P N

- - -

-

- - -

-

-

- Electrn

-

-

-

+ + +

+

- - -

-

+

+ Hueco

+ +

Desplazamiento de los electrones en un diodo en polarizacin directa

Figura 3

PN

-

-

-

+ -

++

+

Cuando un diodo se polariza de manera inversa, no circulacorriente elctrica a travs de l, y la barrera de potencialen la zona de deplexin se hace muy grande.

Zona de deplexin

Figura 4

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

Si Si

Si Si Si

Al Si Si

Si Si Si

P

Cuando a un material semiconductor seintroducen impurezas (por ejemplo aluminio),sus caractersticas elctricas son modificadasy entonces se genera un dficit relativo ensu estructura.

Cuando se introducen impurezas de fsforo en un cristalsemiconductor, se aumenta el nmero de electrones relativo.

P N

Figura 1

P NAnodo

Anodo

Ctodo

Ctodo

Diodo semiconductor no polarizado

Smbolo esquemtico del diodo rectificador

Zona de deplexin

Figura 2


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Los diodos tienen un valor de voltaje inversomximo, que puede ser aplicado en sus termi-nales sin ser destruido. Este valor depende de laconstruccin interna del diodo. Para cada diodo,el fabricante especifica el valor de voltaje inverso.

Para efectos prcticos, se considera al diodocomo si fuera perfecto; es decir, en polarizacindirecta porque as no presenta resistencia elc-trica (permite el paso libre de la corriente); enpolarizacin inversa tiene una resistencia infi-nita, y por eso no permite el paso de la corrienteelctrica. En la prctica se utilizan las dos for-mas de polarizar al diodo y se aplican voltajes ycorrientes diversas, de manera que el diodo fun-cione dentro de diferentes puntos de operacin,segn sea la funcin que de l se desea.

Si a un diodo en polarizacin inversa se leaumenta continuamente el valor del voltaje apli-cado, se llegar al punto de ruptura; entonces eldiodo conducir de manera repentina y descon-trolada la corriente elctrica. Sabemos que enpolarizacin inversa hay una diminuta corrientede fuga; pero cuando el valor del voltaje inversoaumenta, los electrones de la corriente de fugaincrementan su energa; y cuando los electro-nes adquieren energa suficientemente grande,chocan contra los tomos del material y as seliberan los electrones de stos -que a su vez sesuman a la corriente elctrica de fuga. Este pro-ceso se sucede en cadena; de modo que si unelectrn libera a dos, stos liberarn a otros dosy as sucesivamente; por eso es que la corrientecrece muy rpido.

Mediante una grfica se puede representar elcomportamiento del diodo en trminos de co-rriente y voltaje. El fabricante de semiconductoresproporciona una curva caracterstica para cadatipo de diodo; en ella se representan las varia-ciones de corriente, dependiendo del voltaje apli-cado en sentido directo e inverso.

En la figura 5, se muestra la grfica represen-tativa de un diodo semiconductor. El eje hori-zontal representa el voltaje aplicado al diodo(hacia la izquierda indica el voltaje en polariza-cin inversa, y hacia la derecha el voltaje en po-larizacin directa); el eje vertical, representa lacorriente que circula a travs del diodo (haciaarriba indica corriente en sentido directo, y ha-

cia abajo corriente en sentido inverso). La grfi-ca se divide en dos partes: la zona de polariza-cin directa y la de polarizacin inversa.

En la zona de polarizacin directa, se obser-va que no hay conduccin a travs del diodoantes de que se alcance el voltaje del umbral dela barrera de potencial. Una vez que el voltajees mayor que este valor, la conduccin de la co-rriente aumenta a pequeas variaciones de vol-taje.

En la zona de polarizacin inversa, el diodose mantiene sin conducir hasta que se llega a latensin de ruptura en donde la corriente en sen-tido inverso a travs de l, se hace muy grande.En la grfica, podemos ver que el voltaje de rup-tura es muy grande en comparacin con la ten-sin de la barrera de potencial.

En general, el diodo semiconductor actacomo un dispositivo no lineal, ya que su curvacaracterstica no tiene un comportamiento decrecimiento suave; ms bien presenta variacio-nes abruptas, segn el voltaje aplicado. Esta ca-racterstica elctrica del diodo es aprovechadapor los fabricantes, para producir semiconduc-tores con aplicaciones especficas.

Diodos rectificadores

Un diodo rectificador es uno de los dispositivosde la familia de los diodos ms sencillos. Se cons-

truye para operar entre voltajes no muy altos depolarizacin directa, y entre voltajes en sentidoinverso que no alcanzan la tensin de ruptura.El nombre "diodo rectificador" procede de suaplicacin, la cual consiste en separar los ciclospositivos de una seal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensin de corrientealterna durante los medios ciclos positivos, sepolariza en forma directa; de esta manera, per-mite el paso de la corriente elctrica. Pero du-rante los medios ciclos negativos, el diodo se po-lariza de manera inversa; con ello, evita el pasode la corriente en tal sentido.

Durante la fabricacin de los diodos rectifi-cadores, se consideran tres factores: la frecuen-cia mxima en que realizan correctamente sufuncin, la corriente mxima en que pueden con-ducir en sentido directo y las tensiones directa einversa mximas que soportarn.

Una de las aplicaciones clsicas de los dio-dos rectificadores, es en las fuentes de alimen-tacin; aqu, convierten un voltaje de corrientealterna en un voltaje de corriente directa. Entrelas matrculas de los dispositivos que encontra-remos estn los 1N4001 y 1N4002, con un encap-sulado plstico tipo 59-04 (figura 6).

Los diodos rectificadores para bajas frecuen-cias tipo Schottky, son excelentes dispositivoscuando trabajan con seales de baja frecuencia;sin embargo, con fuentes de poder de alta fre-cuencia son tiles. Tambin se utilizan como dio-dos de proteccin de polaridad y como diodoslgicos en circuitos tipo OR. El MBR2535CTL con-duce en sentido directo hasta 25 ampers, sopor-ta un voltaje en sentido directo de 25 volts y seencuentra encapsulado en un empaque TO-220AC (figura 7). El modelo MBRS130TL3 puede

conducir una corriente en sentido directo de has-ta un amper, soporta un voltaje de 30 volts y estencapsulado en un empaque de soldadura su-perficial tipo SMB (figura 8).

Los MEGAHERTZ son un conjunto de rectifi-cadores ultra-rpidos, diseados para proveergran eficiencia en la conmutacin de seales demuy alta frecuencia en fuentes de poder; no obs-tante, tambin se utilizan como correctores defactor en circuitos de potencia. Un ejemplo deeste tipo de diodos lo tenemos en el MURH840CT,que puede conducir una corriente en sentido di-recto de hasta 8 ampers, soporta un voltaje depolarizacin de hasta 400 volts y tiene un tiem-po de recuperacin 28 nanosegundos (tiemponecesario para conmutar entre estado de con-duccin y de no conduccin).

Los SCANSWITCH, son rectificadores ultra-rpidos que ofrecen alto rendimiento cuando sonutilizados en monitores de muy alta resoluciny en estaciones de trabajo en donde se requierede un tiempo de recuperacin muy corto y devoltajes de polarizacin de 1200 a 1500 volts.Como ejemplo tenemos al MRU5150E, que so-porta una corriente en sentido directo de hasta

Figura 7

Figura 6

Figura 8

Diodo rectificador

Encapsulado 59-04

La banda sobre el cuerpo del diodoindica la terminal del ctodo.

Encapsulado TO-220 AC

El ctodo esta conectadoal cuerpo del diodo

1. Ctodo2. Anodo 1

2Rectificador SCHOTTKY

Diodo encapsulado SMB, para circuitos de montajesuperficial.

El ctodo se indica con la muesca

Corriente ensentido directo

Voltaje positivo(polarizacin

directa)

Corriente en sentido inverso

Voltaje negativo(polarizacin

inversa)

Curva caracterstica de un diodo semiconductorgenrico

Figura 5


5 ampers, un voltaje de polarizacin de 1500volts y tiene un tiempo de recuperacin de 175nanosegundos.

El supresor de transitorios para sistemas deautomviles, es un dispositivo que ofrece pro-teccin de picos de alto voltaje en el sistema elc-trico del automvil. La proteccin proporciona-da por el diodo incluye el fenmeno denomina-do LOAD DUMP (carga de basura), que ocurredurante el desplazamiento del automvil mien-tras la batera se mantiene desconectada del sis-tema. Un ejemplo de este tipo de diodos es elMR2535L, el cual soporta una corriente en sen-tido directo de hasta 35 ampers, un voltaje depolarizacin de 20 volts y una corriente de 110ampers para un transitorio durante 10 milise-gundos. La temperatura mxima a la que puedefuncionar sin sufrir daos en su estructura, esde 110C.

En el mercado de semiconductores han apa-recido un nuevo tipo de diodos conocidos comoSWITCHMODE. Se trata de rectificadoresSchottky de potencia, para alta frecuencia y bajovoltaje; estas caractersticas se logran gracias ala unin de silicio y metal. A diferencia de lasuniones clsicas de silicio silicio, este tipo dediodos pueden conmutar en tiempos menores a10 nanosegundos y se construyen para rangosde corriente que van desde 0.5 a 600 ampers ycon voltajes inversos de hasta 200 volts. La uninsoporta temperaturas que van de 125C a 175C;el ctodo del dispositivo siempre se conecta alencapsulado.

Un modelo muy sencillo de diodos rectifica-dores construidos con germanio, tiene amplio

uso como detector de seales de AM. Una sealde Amplitud Modulada transporta la informacin,modificando as la amplitud de una seal quesirve de transporte (Portadora). Cuando se reci-be en un radio la seal, el diodo se encarga deseparar los semiciclos positivos a partir de loscuales se separa la seal original. Si tiene opor-tunidad de observar la tablilla de circuito impre-so de un radio de AM, fcilmente localizar eldiodo de germanio -ya que ste tiene un encap-sulado en vidrio transparente- (figura 9).

Diodos zener

Los diodos zener basan su principio de opera-cin en el efecto de emisin de campo intenso,el cual se produce debido a una alta concentra-cin del campo elctrico entre los tomos de laestructura cristalina del dispositivo. Un diodozener es bsicamente un diodo de unin, peroconstruido especialmente para trabajar en lazona de ruptura del voltaje de polarizacin in-versa; por eso algunas veces se le conoce con elnombre de "diodo de avalancha". Su principalaplicacin es como regulador de voltaje; es de-cir, como circuito que mantiene el voltaje de sa-lida casi constante, independientemente de lasvariaciones que se presenten en la lnea de en-trada o del consumo de corriente de las cargasconectadas en la salida del circuito.

El diodo zener tiene la propiedad de mante-ner constante el voltaje aplicado, aun y cuandola corriente sufra cambios. Para que el diodo ze-ner pueda realizar esta funcin, debe polarizarsede manera inversa. Generalmente, el voltaje de

polarizacin del diodo es mayor que el voltajede ruptura; adems, se coloca una resistencialimitadora en serie con l; de no ser as, condu-cira de manera descontrolada hasta llegar alpunto de su destruccin (figura 10).

En muchas aplicaciones de regulacin de vol-taje, el diodo zener no es el dispositivo que con-trola de manera directa el voltaje de salida deun circuito; slo sirve de referencia para un cir-cuito ms grande; es decir, el zener mantieneun valor de voltaje constante en sus terminales.Este voltaje se compara mediante un circuitomayor a transistores o con circuito integradoscon un voltaje de salida.

El resultado de la comparacin permite defi-nir la accin a efectuar: aumentar o disminuir lacorriente de salida -segn sea necesario-, a finde mantener constante la tensin de salida. Esimportante hacer notar que los diodos zener seconstruyen especialmente para que controlenslo un valor de voltaje de salida; por eso es quese compran en trminos del voltaje de regula-cin. A continuacin mostramos una tabla conlos voltajes de regulacin y la matrcula del dio-do zener que le corresponde:

Voltaje Matrcula(Volts)

1.8 1N46782.0 1N46792.2 1N46802.4 1N43702.5 1N2222B

Figura 10

Figura 11

+I

+V

-I

-V

Curvacaracterstica

Zona de ruptura zener

Smbolo esquemtico deun diodo zener

Los diodos zener sepolarizan de manera inversa

+

-

DO-35

Encapsulado en vidriopara un diodo zener

6.8 1N46928.2 1N756B9.1 1N469612 1N469918 1N967B

Todos los dispositivos sealados, tienen la ca-pacidad de disipar una potencia de hasta 500miliwatts. Se construyen en un encapsulado devidrio tipo DO-35; mediante una banda sobre elcuerpo del diodo, se indica el ctodo. En los va-lores de voltaje proporcionados por los fabrican-tes, se consiguen diodos zener para voltajes deregulacin de hasta 400 volts (figura 11).

Diodos de corriente constante

Estos diodos funcionan de manera inversa a losdiodos zener. En vez de mantener constante elvoltaje en sus terminales, estos diodos mantie-nen constante el consumo de corriente; por esose les conoce como "diodos reguladores de co-rriente". Son dispositivos que mantienen enton-ces constante el consumo de corriente, indepen-dientemente de las variaciones de voltaje.

Figura 9Diodo de germanio

Seal del R. F. Seal recuperada

Una seal de AM puede rectificarse con un diodo, paraobtener la informacin contenida en la envolvente.


El diodo 1N5305 es regulador de corriente conun valor de corriente de 2 miliampers y un vol-taje aplicable de 2 a 100 volts.

Diodos de recuperacin en escaln

El diodo de recuperacin de escaln tiene undopado especial, ya que la densidad de los por-tadores disminuye cuanto ms cerca est de launin de las secciones de semiconductor. Estadistribucin poco comn de portadores, generaun fenmeno conocido como desplome en in-verso.

Si se aplica una tensin de corriente alternaen las terminales del dispositivo durante lossemiciclos positivos de la onda de corriente al-terna, el diodo se comporta igual que un diodorectificador comn. Pero durante los semiciclosnegativos, la corriente inversa aparece slo du-rante un tiempo muy corto, reducindose repen-tinamente hasta cero.

La corriente de desplome de un diodo de re-cuperacin de escaln, est plagada de frecuen-cias armnicas; stas pueden ser filtradas, paraobtener una seal senoidal de una frecuenciams alta. Esta es la razn por la que los diodosde recuperacin son ampliamente utilizados comomultiplicadores de frecuencia; es decir, para cir-cuitos en donde la frecuencia de salida es unmltiplo de la frecuencia de entrada (figura 12).

Diodos invertidos

Los diodos zener tienen voltajes de ruptura su-periores a los 1.8 volts. Si se incrementa el nivelde dopado del diodo (o sea, si aumenta el n-mero de impurezas en el cristal), se logra que elefecto zener de regulacin se suceda cerca delos 0 volts. La conduccin en polarizacin di-recta se logra a partir de los 0.7 volts; pero laconduccin inversa (punto de ruptura) se iniciaa partir de los 0.1volts. A los diodos que tienenesta caracterstica se les conoce con el nombrede "diodos invertidos", ya que conducen mejoren polarizacin inversa que en polarizacin di-recta.

Una de las aplicaciones de los diodos inverti-dos, es para rectificar seales dbiles cuyas am-

plitudes pico a pico se encuentran entre 0.1 y0.7 volts.

Diodos tnel

Si durante su construccin a un diodo invertidose le aumenta el nivel de dopado, se puede lo-grar que su punto de ruptura ocurra cerca de los0 volts. Los diodos construidos de esta manera,se conocen como "diodos tnel". Estos disposi-tivos presentan una caracterstica de resisten-cia negativa; esto es, si aumenta el voltaje apli-cado en las terminales del dispositivo, se produ-ce una disminucin de la corriente (por lo me-nos en una buena parte de la curva caractersti-ca del diodo). Este fenmeno de resistencia ne-gativa es til para aplicaciones en circuitos dealta frecuencia como los osciladores, los cualespueden generar una seal senoidal a partir de laenerga que entrega la fuente de alimentacin(figura 13).

Diodo varicap

El diodo varicap es un dispositivo semiconductorque puede controlar su valor de capacitancia en

trminos del voltaje aplicado en polarizacininversa. Esto es, cuando el diodo se polarizainversamente no circula corriente elctrica a tra-vs de la unin; la zona de deplexin acta comoel dielctrico de un capacitor; las secciones desemiconductor P y N del diodo hacen las vecesde las placas de un capacitor; la capacitancia quealcanza el capacitor que se forma, es del ordende los pico o nanofaradios.

Cuando vara el voltaje de polarizacin inver-sa aplicada al diodo, aumenta o disminuye deigual forma la zona de deplexin. En un diodo,esto equivale a acercar o alejar las placas de uncapacitor.

Cuando las placas de un capacitor se separanentre s, la capacitancia del mismo se reduce;pero si stas se acercan, la capacitancia aumen-ta. El mismo efecto ocurre cuando se modificala polarizacin al diodo.

Los diodos varicap se controlan mediante elvoltaje que se les aplica; por lo que el cambio decapacidad se puede hacer mediante otro circui-to de control, ya sea digital o analgico. Las apli-caciones de los varicap son la mayora de lasveces en circuitos resonantes, los cuales permi-ten seleccionar una seal de una frecuencia es-pecfica, de entre muchas seales de diferentesvalores.

Este tipo de circuitos se encuentran comn-mente en videograbadoras y televisores, comocircuitos de seleccin de canales; en radiorrecep-tores de FM, sirven para separar la componentede audio de la portadora de alta frecuencia, etc.(figura 14).

Figura 14

Smbolo esquemticode un diodo varicap

Los diodos varicap se utilizan encircuitos sintonizados, para realizarde manera automtica la seleccin de seales de frecuencias especficas.

Seal de F.M. Seal recuperada

Con ayuda de los diodos varicap, se puede extraerla seal moduladora de una seal portadora de F.M.

Diodos varistores

Los relmpagos que se producen durante unatormenta elctrica, los motores elctricos y losfallos comunes en la red de alimentacin comer-cial, inducen picos de alto voltaje o variacionesen la forma de onda, en el voltaje de lnea quellega a las casas. A tales picos y variaciones, seles conoce con el nombre de "transitorios".

Un pico de alto voltaje tiene una duracin muypequea, pero alcanza valores de 500 a 2000volts. La continua presencia de transitorios enla red, poco a poco causa la destruccin de loscircuitos que contienen los aparatos electrni-cos; por eso es que para prolongar la vida destos, es necesario adecuar ciertas protecciones.En algunos casos se utilizan filtros entre la lneay el primario del transformador del aparato, o seocupan circuitos estabilizadores de lnea.

Uno de los dispositivos empleados para esta-bilizar la lnea, es el varistor; tambin es cono-cido como "supresor de transitorios". Este dis-positivo equivale a dos diodos zener conecta-dos en paralelo, pero con sus polaridades inver-tidas y con un valor de voltaje de ruptura muyalto (figura 15).

Los varistores son construidos para diferen-tes valores de voltaje de ruptura; por ejemplo,un varistor con un voltaje de ruptura de 180 voltsconectado a la lnea comercial de 127 volts, semantendr como un dispositivo inactivo hastaque en sus extremos se presente un transitoriocon un voltaje igual o superior a los 180 volts;entonces el dispositivo se dispara, conduciendo

Figura 12

Figura 13

Diodo de recuperacin de escalon

Los diodos de recuperacin de escalon son utilizados comocircuitos multiplicadores de frecuencia.

Los diodos tnel se utilizan como osciladores, debido asu caracterstica de resistencia negativa.

Diodo tnel


(su resistencia interna se hace casi cero) y redu-ciendo el efecto daino del transitorio en el cir-cuito.

En suma, el varistor como dispositivo de pro-teccin recorta a todos los transitorios que sepresenten en la lnea; con ello, se evitan daosa los circuitos posteriores. Por ejemplo, elvaristor V150LA2 est diseado para suprimirpicos de voltaje de corriente alterna superioresa los 150 volts.

Hay un grupo de diodos llamados TVS (porlas siglas en ingls de Transient Voltage Supre-sor), diseados especialmente para suprimir lostransitorios en lneas de corriente directa. Estosdispositivos son simplemente diodos zener conun voltaje de ruptura alto y con una buena ca-pacidad de conduccin de corriente en tiemposmuy pequeos. Son ideales para fuentes de ali-mentacin de corriente directa.

Como ejemplos de este tipo de diodos tene-mos:

Matrcula SA5.A, diseado para proteccin enpicos de voltaje inverso superiores a 5 volts. Escapaz de conducir en picos de hasta 54 ampers.

Matrcula SA11A, diseado para proteccin enpicos de voltaje inverso superiores a 11 volts.Puede conducir en picos de hasta 27 ampers.

Diodos emisores de luzCuando un diodo semiconductor se polariza demanera directa, los electrones pasan de la sec-cin N del mismo, atraviesan la unin y salen ala seccin P. En la unin se efecta larecombinacin, en donde los electrones se unena los huecos. Al unirse, se libera energa median-te la emisin de un fotn (energa electromag-ntica). Esta emisin de energa que en un dio-do normal es pequea, puede aumentar median-te la utilizacin de materiales como el galio, elarsnico y el fsforo en lugar del silicio o elgermanio. As, los diodos diseados especial-mente para emitir luz son conocidos como LEDs.

Figura 17

Rojo Verde

Los diodos bicolor son un par deLEDs dentro de un mismo encapsulado.

LED bicolor

Ctodo 1 Anodocomn

Ctodo

Figura 16

Figura 15

Smbolo esquemticode un led

N P- +

Foton

Durante la recombinacin, en la unin del diodose libera energa a travs de la emisin de luz.

R

-

+

Los LEDs se polarizan de manera directa

Diodo varistor

Transitorios

Lneacomercial

Salida sintransitorios

Con ayuda de los varistores, se eliminan los transitorios de una seal de corriente alterna.El color de la luz emitida depende del inter-

valo de energa del material; por ejemplo, elfosfato de galio arsendico (GaAsP) emite luz decolor rojo y el fosfato de galio (GaP) emite luz decolor verde. Los LEDs pueden emitir radiacio-nes desde el infrarrojo hasta la luz visible. Es im-portante resaltar que los LEDs se polarizan demanera directa y soportan un voltaje mximo alcual emiten la mayor radiacin. Si se sobrepasaeste valor, el LED puede daarse (figura 16).

Las aplicaciones de los LEDs son muchas;entre ellas, las siguientes: indicadores lumino-sos, displays alfanumricos, transmisores parafibras pticas, optoacopladores, en control re-moto de videos, televisores o conexin decomputadoras.

Otros tipos de LED

En el mercado de semiconductores han apareci-do versiones ms complejas de LEDs; por ejem-plo, el LED bicolor es un dispositivo de tres ter-minales dentro del cual se han incluido dos dio-dos en colores diferentes. As, el LED puede

emitir un color rojo, un color verde; y si se en-cienden los dos al mismo tiempo, el LED puedeemitir un color mbar. Por esta capacidad demostrar hasta tres colores, estos dispositivos sonmuy utilizados en paneles de control, telfonos,estreos, etc. (figura 17).

Otro modelo de LED, es el tipo Flasher; al serpolarizado, enciende de manera intermitente.Dentro de l se ha incluido un circuito osciladorestable, que controla su emisin intermitente.


TELEFONIACELULAR

TELEFONIACELULAR

Oscar Montoya Figueroa

La telefona celular es uno delos servicios de la tecnologa

moderna que ms rpidamentese han extendido en el mundo,

ya que a partir de suintroduccin a principios de los

aos 80s, el nmero deusuarios de este servicio se ha

ido incrementando hasta llegara las decenas de millones de

usuarios, y no hay muestras deque esta tendencia disminuya.

En este artculo hablaremos demanera general de qu son y

cmo funcionan estos sistemasde comunicacin.

Introduccin

La red telefnica es uno de los sistemas auto-mticos ms grandes del mundo. Queda al ser-vicio del usuario con slo levantar el auricular ymarcar un nmero, estableciendo de manerainstantnea la comunicacin con personas decualquier continente. Esta red, adems, es utili-zada por otros sistemas que amplan las posibi-lidades de comunicacin, como el facsmil y elInternet. Se calcula que existen ms de 400 mi-llones de telfonos en todo el mundo, aunque lared telefnica no se ha desarrollado al mximo.

Pero adems de la telefona almbrica, existeuna moderna infraestructura de telefona celu-lar, la cual ofrece los mismos servicios bsicos(conferencias, Internet y facsmil), ms otrosadicionales (mensajes escritos, por ejemplo).

El concepto de red de radio celular fue inven-tado en los laboratorios Bell, en Estados Unidos,en 1947. Pero fue despus de 35 aos que la tec-nologa permiti implementar el concepto declula o celda, al montar la primera red ana-lgica que se intercomunicaba mediante cablesconductores de cobre y al fabricar los primerosequipos.

La tecnologa celular con sistema inalmbricofue desarrollada por la compaa AT&T, con elpropsito de lograr una mayor capacidad con


celdas pequeas de baja potencia y permitir quebandas de radiofrecuencia fueran reutilizadas.Otras ventajas que pronto se desarrollaran, in-cluyeron la posibilidad de telfonos porttiles yterminales de bajo precio.

Cuando los primeros sistemas en Chicago yWashington/Baltimore entraron en funciona-miento en 1983, algunas predicciones optimis-tas calcularon que habra cerca de un milln deusuarios en Estados Unidos para el ao 2000;sin embargo, tan slo en 1995 ya se haban al-canzado los 30 millones de usuarios.

El principio bsico de la telefona celular

El telfono celular es un medio de comunicacinelectrnico similar al telfono convencional, conla diferencia de que no requiere cables de co-nexin, sino que es inalmbrico. El enlace tele-fnico se lleva a cabo por medio de seales elec-tromagnticas de alta frecuencia, permitiendo alusuario la comunicacin desde cualquier puntode la zona de cobertura sin importar si se en-cuentra en movimiento o en algn sitio especfi-co (figura 1).

El concepto de telefona celular, se deriva deque en estos sistemas de comunicacin el terri-torio de cobertura se divide en reas llamadasceldas o clulas. En cada celda existe una esta-

cin base con antenas encargada de recibir lasllamadas y enviarlas hacia los telfonos celula-res que se mueven dentro de su zona. Cada es-tacin base puede cubrir una rea de entre 1.5 y28 Km, dependiendo de la topografa y de losobstculos de la zona (figura 2).

Una de las ventajas de esta divisin de unazona en clulas, es la posibilidad de utilizar unaporcin muy pequea del espectro electromag-ntico para proporcionar el servicio de telefo-na. Veamos por qu.

Para que dos estaciones transmisoras-recep-toras anexas no se interfieran entre s, es indis-

pensable que ambas utilicen frecuencias distin-tas de transmisin y recepcin; en tal caso, lascompaas de telefona celular tendran que con-tratar una gran cantidad de canales de comuni-cacin para cubrir una zona muy extensa, lo queno resulta conveniente ni para las compaas nipara el usuario, por el consiguiente aumento enlos costos.

La solucin a la que se lleg fue sumamenteingeniosa: se disearon las clulas de coberturaen forma semejante a un panal de abejas (figura3), y se utilizaron slo tres canales de comuni-cacin, acomodados de tal forma que nunca setuvieran dos clulas de una misma frecuenciajuntas. Gracias a este procedimiento, los costosde instalacin y mantenimiento se redujeron,logrando tarifas ms accesibles para el usuario,al tiempo que se simplificaron los circuitos derecepcin (que en vez de estar explorando ungran nmero de canales, slo verifican la inten-sidad de los tres utilizados).

A su vez, las llamadas desde o hacia los tel-fonos celulares son recibidas en el centro deconmutacin que acta como el cerebro del sis-tema. Cuando una estacin base recibe la sealde una llamada desde un telfono celular, la en-va al centro de conmutacin para que ste ana-lice el nmero marcado y determine si se estllamando a otro telfono celular o a un telfonoconvencional; si la llamada est dirigida a otrotelfono celular, el centro de conmutacin veri-fica cul es la estacin base ms cercana al tel-fono celular de destino y la enva all (figura 4).

En resumen, la llamada pasa del telfono ce-lular origen a la estacin base de la celda en laque se encuentra ese usuario. La estacin baseenva esa llamada al centro de conmutacin ce-lular, el cual busca el telfono celular del usua-rio destino y le enva la llamada a la estacinbase ms cercana. Luego, esa estacin le pasala llamada al telfono celular destino.

Una vez que concluye la llamada, se libera elcanal que haba sido utilizado, pudiendo ser ocu-pado en cualquier momento por otro usuario quesolicite comunicacin o entre en la clula en elmomento en que est realizando la llamada. Laasignacin de tal canal es asignada de maneraautomtica por la computadora central.

El hecho de que todo canal libre de una clu-la pueda ser ocupado en cualquier momento poruno u otro suscriptor, permite que el espacioradioelctrico no se desperdicie, lo que s suce-de con las frecuencias privadas, pues es comnque la persona a quien se le ha concesionado lautilice slo unas cuantas veces al da.

Figura 1

Figura 2

F1

F2

F3

F3

F2

F3

F3

F2

F3

F1 F1

F1F1

Figura 3

Lneas

Lneas

Lneas

TxRx

TxRx

TxRx

TxRx

Terminalcelular

computarizada

Centraltelefnica

1.5 a 28 Km

Estacin base

Celda, rea de cobertura dondese considera ptima la recepcinen la estacin base.

Solicitud de llamada

Estacin base

Enlace

Telfono celularAnlisis del nmeroy facturacin

El cerebro del sistema controla el flujode llamadas, asi como los tiempos para la facturacin.

Figura 4


Comunicacin entre telfonos celularesy telfonos tradicionales

Un aspecto importante que permite la automati-zacin de llamadas entre telfonos celulares yaparatos convencionales, es la estructura tanparticular de la infraestructura telefnica. Comorecordar, las lneas telefnicas convencionalesestn divididas en sub-estaciones, mismas quecontrolan todo el flujo telefnico de una zonadeterminada (figura 5). Estas sub-estaciones seidentifican fcilmente por las tres primeras ci-fras de su nmero telefnico (si tiene curiosidad,consulte las primeras pginas del directorio te-lefnico de las grandes ciudades, y encontrarla sub-estacin que corresponde a un nmerodeterminado, guindose precisamente por sustres primeras cifras).

Pues bien, cuando comenz a aparecer la te-lefona celular, las compaas proveedoras delservicio contrataron a la compaa telefnicalocal una o ms sub-estaciones, de modo quetodas las comunicaciones de sus usuarios apa-rentaran dirigirse a una zona especfica; sinembargo, en realidad lo que se hace es enviar-las al centro de conmutacin principal de laempresa, de donde se canaliza hacia las clulascorrespondientes a los usuarios que utilizan elservicio. Es gracias a ello que podemos comuni-carnos con un telfono celular sin necesidad demarcar nmeros adicionales (como suceda al

principio), consiguindose comunicaciones msrpidas y sencillas.

Movimiento entre dos celdas

Las explicaciones anteriores nos permiten en-tender qu sucede cuando el usuario del telfo-no celular est en un punto fijo dentro de la in-fluencia de cierta repetidora; pero qu sucedecuando el receptor est en movimiento? Supon-gamos el caso muy comn de la persona que vahablando mientras conduce su auto.

Para ejemplificar este caso, refirase a la fi-gura 3. Note que, en su trayectoria, el auto aban-dona una celda en la que se est utilizando lafrecuencia 1 y entra en otra en la que se empleala frecuencia 2. En este caso, cuando el receptordetecta que la seal que est recibiendo de laestacin de frecuencia 1 se est debilitando, ras-trea en los otros dos canales para localizar si yaest entrando en la zona de influencia de otrarepetidora; en caso afirmativo, enva una sealde control a la estacin de frecuencia 1, para quedirija la comunicacin del usuario hacia la esta-cin de frecuencia 2 detectada, y una vez que seha realizado esta conmutacin, el telfono de-sactiva el receptor de frecuencia 1 y cambia pararecibir la seal de la estacin de frecuencia 2.

Este proceso se repite todas las veces que elusuario abandone la zona de influencia de unaestacin para entrar en otra adyacente. Esta

transferencia de llamadas se llama hand-off, ynormalmente implica una prdida en la comu-nicacin de una fraccin de segundo (llega alsegundo en casos extremos); pero una prdidade seal de audio de esa naturaleza en una con-versacin telefnica no suele resultar grave; sinembargo, cuando se trata de la transmisin dedatos (por ejemplo, para el envo de documen-tos) s se llegan a presentar problemas. Figura 6.

Un caso especial se produce cuando un usua-rio de telfono celular de una ciudad se despla-za a otra, la cual no est en el rea de influenciade su proveedor de servicios de telefona celu-lar. En este caso, y gracias a convenios entre lasempresas de distintas ciudades, una estacinbase de la localidad en que est el usuario de-tecta su telfono celular, lo reconoce como deuna compaa asociada y enva la seal a su cen-tro de conmutacin; desde ese momento, estecentro de conmutacin lo reconoce como unallamada propia (aunque la facturacin la lleva acabo la empresa original). Este proceso se llamaroaming.

Las llamadas desde los telfonos celulares enlas que intervienen telfonos convencionales,pasan por el centro de conmutacin de la empre-sa local de telefona.

La llamada viaja del telfono convencional ala central de conmutacin respectiva a travs delneas telefnicas normales, de all pasa al cen-tro de conmutacin de la compaa proveedoradel servicio de telefona celular. Dicha conexinpuede ser de varios tipos: satelital, microondas,fibra ptica, etc. Luego, el centro de conmuta-cin de telefona celular localiza dentro de sured el telfono celular del destinatario, enva laseal a la estacin base ms cercana y sta trans-fiere la llamada al telfono celular.

La nueva telefona celular digital

Hasta hace poco, uno de los principales incon-venientes de la comunicacin celular convencio-nal, es que no haba privacidad total; cualquierpersona que deseara intervenir las llamadas deun determinado usuario era capaz de hacerlo conun equipo denominado escner de radio, el cualse consigue fcilmente en tiendas especializa-

Centralsecundaria

1-1

CentralGeneral

1

CentralGeneral

2

Centralsecundaria

1-2

Centralsecundaria

1-3

Centralsecundaria

2-1

Centralsecundaria

2-4

Centralsecundaria

2-2

Centralsecundaria

2-3

B A D

C

Figura 5

Estacin base

Estacin base

Celda

Celda

Zona de intercambiode celda nand-off

Al cambiar de celdaun celular en movimiento

el CCM intercambiael control de una estacin

base a otra.

Figura 6

das. Recientemente, se han introducido en nues-tro pas los servicios de telefona celular digital,tcnica que permite la codificacin de todas lastransmisiones que se establecen entre el usua-rio y su estacin base, de modo que si alguientrata de intervenir dicha llamada sin conocer elcdigo de encriptacin utilizado, tan slo cap-tar un ruido incomprensible.

La telefona digital tambin proporciona otrasventajas, por ejemplo: debido a que se puede en-viar una mayor cantidad de datos en forma digitalque por transmisiones anlogas convencionales,los modernos telfonos celulares digitales pue-den llevar un control automtico del tiempoaire que han consumido, para poder calcularfcilmente a cunto ascender su facturacinmensual; cuando un usuario recibe una llama-da, puede saber desde qu telfono proviene lallamada; igualmente, es posible aprovechar lapantalla del telfono celular para recibir mensa-jes escritos como si fuera un beeper, etc.

Por ltimo, otra ventaja de la telefona digital,es que resulta ms adecuada para la transmi-sin de datos que la comunicacin anloga con-vencional, lo que permitira a sus usuarios a es-tar conectados a Internet (por ejemplo) sin pre-ocuparse del fenmeno hand-off.


CAMBIO DE CABEZASEN VIDEOGRABADORAS

PANASONIC

CAMBIO DE CABEZASEN VIDEOGRABADORAS

PANASONICJos Luis Orozco Cuautle

Figura 1

Usualmente, las cabezas de videoen una videograbadora se

encuentran montadas sobre untambor de aluminio que cuenta

con un motor ubicado en la parteinferior, el cual las hace girar a la

velocidad apropiada. Sinembargo, la compaa Panasonicha optado por colocar al tambor

en un sitio diferente: la partesuperior.

En el cambio de cabezas, estasituacin no debera sin embargoimplicar obstculos; mas como no

siempre es as, en este artculoofrecemos algunos consejos para

llevar a cabo tal procedimientocon la mayor seguridad y rapidez

posibles.

A manera de recordatorio

Tras retirar la tapa superior de una videograba-dora convencional, el componente que ms lla-ma la atencin por su tamao es el tambor dealuminio, donde estn colocadas las cabezas devideo (figura 1). Este dispositivo gira a una velo-cidad de 1800 r.p.m.

Como sabemos, las cabezas de video son pe-queas piezas encargadas del proceso de gra-bacin y lectura de informacin de una cintamagntica. En los modelos ms modernos del


formato VHS, se incluyen, adems de las doscabezas normales para el video, cabezas adya-centes para el manejo de las seales de audio ofunciones especiales (pausa, cmara lenta, etc.)

En el proceso de grabacin, las cabezas seencargan de registrar las seales que provienende los amplificadores de grabacin -donde pre-viamente fueron adecuadas tanto en intensidadcomo en frecuencia-. La grabacin se realiza pormedio de microscpicos segmentos helicoidales,denominados tracks.

En el proceso de reproduccin, las cabezascaptan la informacin almacenada y la envan aun circuito amplificador; ste se encarga de ele-var su nivel, hasta obtener un valor adecuadopara poder enviarla a su procesamiento. De ah,pasa al sistema de switcheo, donde, por mediode un interruptor electrnico, se selecciona lacabeza que en ese momento est leyendo. Elmovimiento del switch, conocido como RFSwitching Pulse (RF Swp), es activado por unaseal que proviene del circuito delservomecanismo. Si con un osciloscopio extrae-mos esta seal en la salida del interruptor, po-dremos observar que es completamente plana(figura 2).

Cuando una de las cabezas se ensucia, serompe o se desgasta, genera problemas en lasseales. Dependiendo de la cabeza daada, lasalteraciones pueden ser desde una imagen de-fectuosa hasta la carencia de audio Hi-Fi. Si sepresenta uno de estos problemas, es indispen-sable sustituir ambas cabezas de video. Paraextraerlas, en las videograbadoras convenciona-les slo es necesario retirar unos tornillos quesujetan al tambor, as como algunos puntos desoldadura. Sin embargo, el modelo ms recien-te de la marca Panasonic implementa una mo-dificacin en la colocacin del tambor, comoexplicaremos enseguida.

Cambio de cabezas de video engrabadoras modelo NV-SD420

La modificacin principal en este modelo, radi-ca en la posicin del motor. En todas lasvideograbadoras anteriores, el motor se encuen-tra debajo del tambor; pero en el modelo NV-

SD420 de Panasonic, existe una pequea placaque cubre la parte superior del tambor; justamen-te en esta placa se aloja el motor (figura 3).

Aparentemente, este cambio no es un obst-culo para el cambio de cabezas. Pero si lo llegaa ser, puede recurrirse a algunos tips que contri-buyen a realizar el procedimiento con mayorseguridad y rapidez.

Para remover el tambor, es imprescindibledesconectar los cables que alimentan al motor yretirar la placa de la unidad stator; para esto, re-tire los dos tornillos que se encuentran en el in-terior de la unidad rotor (figura 4). Enseguidaquite los tornillos que se observan en la figura 5,los cuales son los que propiamente fijan la uni-dad rotor; extraiga esta pieza. Y es justamenteaqu donde podra usted tener problemas.

Casi oculto en la parte lateral del cilindroretenedor, se encuentra un pequeo prisioneroque debe ser extrado por medio de una llaveAllen (figura 6). Una vez liberado este tornillo,puede retirarse el ensamble del tambor; aqu se

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

CH1

CH2RF SWP

Cabezas de video

El movimiento del Switch es activado por una seal de ondacuadrada que proviene del servomecanismo.

encuentran montadas las cabezas de video (fi-gura 7A y 7B).

En la figura 8 vemos el transformador rotato-rio, donde se encuentra montado el tambor quesirve de acoplamiento para la seal de las cabe-


zas de video y los amplificadores de las propiascabezas.

Ensamblado y reajuste

Para ensamblar la mquina, ejecute el procedi-miento anterior pero en orden invertido. Y noolvide colocar en su sitio cada uno de los torni-llos que fueron retirados (figura 9).

Figura 7B

Figura 6

Figura 7A

Figura 8

Figura 9 Figura 10

Seal onda plana Mal

Mal

Mal

Seal de onda plana en la salida del Switch, con 30 Hz. ysus posibles variaciones.

Es importante sealar que cuando las cabe-zas de video son removidas, pueden presentar-se problemas al reproducir las cintas; por ejem-plo, cierta inestabilidad en la imagen (vibracio-nes tanto en la parte inferior como en la partesuperior, o verticalmente). Por eso es necesariorealizar un ajuste en las guas de entrada o desalida, segn sea el caso.

Para detectar dnde est el problema, con unosciloscopio se debe extraer del canal 1 la seal

de las cabezas de video, y del canal 2 la seal RFSWP. As, se verifica que sea una seal de ondaplana (figura 10). Si la seal que se obtiene en lasalida de los canales presenta la caractersticaque se muestra en la figura 11A, significa que

existe un problema con las guas de entrada. Sila forma de onda es como la que se muestra enla figura 11B, quiere decir que el problema seorigina en las guas de salida.

Por ltimo, puede darse el caso de que el pro-blema se est originando tanto en las guas deentrada como en las guas de salida. Para verifi-


carlo, mueva el control del tracking y observe laforma de onda de la seal respectiva en el osci-loscopio. Si la variacin obtenida no es plana,proceda a ajustar las guas marcadas como P2 yP3 en la figura 12, hasta obtener a la salida unaseal de RF totalmente plana.

Figura 12Figura 11

A

B

C

Posible variacin en la seal cuando la falla se localizaen las guas de entrada.

D

E

F

Seal con problemas en las guas de salida.

P2 P3

P0P4

Entrada

Salida

Cilindro

INSTALACION DEAUTOESTEREOS,

ECUALIZADORES YAMPLIFICADORES

DE AUDIO

INSTALACION DEAUTOESTEREOS,

ECUALIZADORES YAMPLIFICADORES

DE AUDIO

Guillermo Palomares Orozco

Prcticamente los auto-radios handesaparecido de los automviles,

para dar paso a equipos de altafidelidad en los que se incluyen el

radio mismo, el reproductor decassettes, el reproductor de CD y el

ecualizador, entre los msimportantes. En este artculo, vamosa describir los aspectos prcticos de

la instalacin de estos modernosaparatos; para ello, explicaremos

cmo instalar las bocinas, lasconexiones elctricas, el equipo

reproductor en s y el ecualizador,haciendo nfasis en algunos

problemas que se pueden suscitardurante estas tareas.

La acstica en automviles

Es importante considerar que una buena acsti-ca en un sitio tan cerrado como la cabina de unautomvil, no depende slo de aspectos tcni-cos, sino tambin de tipo ambiental. El hecho deque el tcnico tenga un conocimiento mnimode estas limitantes, le permitir elegir las condi-ciones tcnicas ms apropiadas para incremen-tar la calidad en la reproduccin del sonido.

El espacio reducido de los automviles mo-dernos, la ubicacin lateral del conductor, losruidos del automotor y las interferencias por l-neas de alta tensin, lluvia y otros fenmenosnaturales, son algunas de las condiciones am-bientales que disminuyen una percepcin ade-cuada del sonido.

Por otro lado, las restricciones de tipo tcni-co se presentan al limitarse la reproduccin por


abajo de los 100 Hz, especialmente en el frentede la unidad. Tambin se atenan las frecuen-cias por arriba de los 5 KHz, debido a las carac-tersticas de los materiales con que se fabricanlos diversos componentes del vehculo; adems,existe una alta direccionalidad de los tweerts(altavoces para frecuencias altas y tonos agudos).

Para corregir estos defectos, se han ideadomltiples sistemas. El ms popular, es el ecuali-zador encargado de reforzar o disminuir espec-tros de audio para conseguir un sonido ms "na-tural"; o bien, la colocacin de bocinas de bue-na calidad en lugares estratgicos del auto paraobtener un ambiente musical uniforme (figura 1).

Existen componentes an ms sofisticados,que mezclan la seal de ambos canales y la en-tregan retardada entre los 4, 8 y 16 milisegundoshacia un altavoz central localizado en el table-ro. Estos sonidos retardados suprimen sonidosindeseables causados por rebotes en el interiordel automvil (figura 2).

A pesar de la existencia de condiciones quecontribuyen a mejorar la reproduccin del soni-do (posicin fija de los escuchas, condicionesconstantes de espacio de audicin, ruido de fon-do constante), podemos concluir que la respues-ta acstica en automviles es por lo general de-masiado pobre, dependiendo de cada modelo.

Consideraciones previas a cualquier insta-lacin

Es importante que antes de dar inicio a cualquiertipo de maniobra en el vehculo, considere cier-tas reglas mnimas de seguridad para evitar per-cances.

Dentro de las herramientas bsicas, es indis-pensable un extintor. Como sabemos, la baterade un auto puede entregar corrientes de hasta500 amperios; es decir, fcilmente se puedenincendiar alfombras o asientos de la unidad.

La batera debe desconectarse, para realizarconexiones y verificar que el freno de mano estcolocado; con esto ltimo, se impide que el autose deslice a causa de alguna pendiente. De igualimportancia, es el uso de herramientas adecua-das para evitar romper componentes del veh-culo; se recomienda tener mucho cuidado, parano rayar las partes plsticas del tablero o man-char los asientos con grasa al colocar los alta-voces en la parte posterior.

Lista de herramientas bsicasdel instalador:

Desarmadores tipo Philips de varias medidas. Pinzas de punta y corte. Puntas de desarmador elctrico. Multmetro. Punzn para marcar lmina. Sierra caladora para lmina. Limas de desbaste. Lmpara de mano. Taladro elctrico. Extintor. Pegamento de silicn (se adquiere en donde

venden artculos para manualidades). Cables para bocinas. Cables de color (para identificar alimentacin y

tierra).

Instalacin de bocinas

Generalmente, el usuario desea que se instalenbocinas en las portezuelas delanteras; esto esposible en la mayora de las unidades. Para co-menzar, quite las manijas del elevador de lasventanas; si el auto cuenta con aditamentos elc-tricos tales como antena, vidrios, desempaan-tes, etc., localice la pestaa de seguridad de cadauno de stos y levntela con un desarmador; aspodr retirarlos, sin el riesgo de romperlos. Mar-que con un nmero o una letra tanto la piezacomo el lugar del cual la retir, a fin de facilitarsu colocacin posterior.

Frecuentemente, las puertas estn provistasde cavidades o agujeros para poder ajustar eldesplazamiento hacia arriba y hacia abajo delcristal de la ventana, y para reemplazar la cade-

na del sistema. Dichos agujeros son visiblescuando la tapa de la puerta ha sido removida(figura 3). Puede utilizar estas cavidades para elmontaje de los altavoces, cuyas caractersticasdependern del gusto y presupuesto del usua-rio; de cualquier forma, recomendamos el usode bocinas coaxiales o triaxiales.

Casi por regla general, en la parte trasera delauto se colocan dos bocinas redondas u ovala-das (llamadas de 6 x 9 pulgadas), justo abajo delcristal posterior para aprovechar el "baffle" for-mado por la cajuela (figura 4). Sin embargo, mu-chos automviles no cuentan con las perfora-ciones para instalar estas bocinas; entonces ten-dr que hacerlas usted mismo. Con el punzn,marque un crculo que servir de gua para cor-tar el metal y dar forma a las cavidades en queentrarn las bocinas; procure que el dimetrodibujado sea menor al tamao de las bocinas,para que le sea ms fcil ajustar stas. Procedaentonces a cortar el metal con una segueta (ma-nual o elctrica). Sea muy cuidadoso en estaoperacin, ya que una rebaba de metal calientepuede estrellar el medalln del automvil.

Para conectar las bocinas al equipo de soni-do, levante el extremo de la alfombra. A veceses necesario retirar los asientos para maniobrarmejor; o puede pasar el cable por las partes pls-ticas laterales de las portezuelas.

Figura 1

Figura 2

Figura 3En los dibujos puede apreciarse la difusin de las ondas sonoras segn el lugar del coche en que estn instalados losaltavoces y segn el nmero de stos que se hayan colocado. No hay que olvidar que si se colocan slo delante, los pasajerosde atrs exigirn mayor volumen de sonido, lo que puede ser muy molesto para el conductor.

Canalcentral Canalderecho

Canalderecho

Canalderecho

Canalderecho

Canalizquierdo Canal

izquierdo

Bajo

Ventana

Superficie de la puerta

Hueco

Hueco Hueco

Hueco

Hueco

Hueco

Manijareguladora

Bisagrade la puerta

Bisagrade la puerta

Tape la apertura ycierre la puerta

Recuerde que algunas partes pueden entraren los huecos cuandola puerta est cerrada

Engranaje de la puerta

Tambin observe si la posicin del altavoz ser ocultada porel asiento o las piernas del conductor y los pasajeros.


La colocacin del equipo reproductorde audio

En la actualidad, casi todos los automviles tie-nen dispuesto un lugar para el equipo de soni-do. Quiz sea necesario colocar un adaptador alfrente, cuando no exista compatibilidad entre lascaractersticas de nuestro equipo y el radio ori-ginalmente instalado; esto es frecuente en auto-mviles Ford o Chrysler. Algunos modelos comoel Tsuru austero de Nissan, no incorporan de f-brica un equipo reproductor de cintas; pero alremover la tapa del panel de instrumentos, selocalizan los cables que viajan hasta la parte tra-sera para las bocinas opcionales; con esto, yano hay que poner cableado trasero.

El equipo reproductor de audio debe quedaren una posicin idnea, accesible a la mano delconductor, pero que de ninguna manera inter-fiera con los controles del vehculo.

Una clave para tener xito en la colocacinde autoestreos, radica en dejar stos firmemen-te sujetos al tablero. Utilice la tira de metal queviene con cada aparato, para sujetarlo al chasisdel auto. En los equipos desmontables, doblehacia adentro las lengetas del riel; en aparatosfijos, apriete con firmeza las tuercas del frente.

Una buena estrategia para prevenir proble-mas, consiste en probar el equipo en el banco

de trabajo, ANTES de realizar cualquier movimien-to. As se comprobar que no tenga daos, y seevitarn sorpresas desagradables cuando ya ten-ga todo el tablero y los asientos desmontados.

Conexiones elctricas

La disposicin clsica de colores en el cableadopara autostereos es la siguiente (figura 5):

- Rojo: alimentacin.- Negro: tierra.- Amarillo: back up (respaldo de memoria).- Azul: Antena elctrica o seal remoto para el

amplificador- Verde, gris, blanco: conexiones de bocinas.

Es importante recalcar que NUNCA debe usarsecomo alimentacin una lnea que tenga que vercon el funcionamiento de la unidad. Imagine porejemplo que se conecta en los limpia-parabri-sas; si por alguna razn se daa el equipo deaudio, el fusible que lo alimenta se fundir y sever entonces limitado el uso de los limpiado-res. O peor an, si se conecta en la lnea quealimenta a la bobina de alta tensin del motor;si sta se llega a poner en corto, el automvil sedetendr; as, de paso, se pone en riesgo al con-ductor y a los pasajeros. Siempre deber ponerun fusible de 3 a 4 amperios exclusivo para elreproductor de cintas.

La alimentacin del autoestreo se tomar dela caja de fusibles del auto, utilizando la lneadenominada "accesorios" (ACC). El cable de tie-rra se debe atornillar firmemente en el chasisdel vehculo, raspando la parte donde se quierehacer la conexin a tierra.

El cable de back up se conecta en una lneade alimentacin donde no se interrumpa la ener-ga en ningn momento, ya que su propsito esmantener un voltaje de respaldo para la memo-ria del radio (estaciones pre-seleccionadas, fun-ciones especiales, etc.). En la misma caja de fu-sibles y con ayuda de un multmetro, busque lalnea donde siempre exista voltaje. En el casode los equipos desmontables, este voltaje cargaa una pequea batera dentro del mismo apara-to, permitindole guardar los datos hasta por 15

das; si la batera no es recargada, no podr rea-lizar dicho almacenamiento.

Interconexin de bocinas y delequipo reproductor

Es importante que la impedancia de las bocinascoincida con la del equipo en cuestin; por logeneral, la salida es de 4 ohms. Si por ejemplose conectan bocinas de 8 ohms, se producir unaprdida de potencia y un calentamiento excesi-vo del equipo de audio.

La unin de las bocinas con el aparato repro-ductor, debe hacerse cuidando que la polaridadsea correcta; es decir, el cable de seal positivose colocar al lado positivo del altavoz. Una ma-nera de identificar la polaridad de las bocinasen caso de que se les haya borrado la marca deidentificacin, consiste en conectar una pila de1.5V en sus extremos; si el cono se desplaza

hacia arriba, significa que la terminal positivade la pila es la terminal positiva de la bocina.

Es importante tener mucho cuidado en la ter-minacin de las conexiones, ya que la mayorade los problemas que se registran en la instala-cin de autoestreos, obedece a falsos contac-tos o a polaridad invertida en las bocinas o an-tenas por soldaduras mal realizadas. En la me-dida de lo posible, evite los empalmes y las cin-tas; recomendamos preferentemente el uso deconectores, para un terminado ms profesional.

Otro error frecuente es la identificacin equi-vocada de los cables (ya sea por confundir elcable comn de bocinas delanteras con el de lastraseras, o el positivo y el negativo de ellas), locual provoca que el balance de izquierda-dere-cha o el fader de las bocinas delanteras y/o tra-seras no se pueda controlar. Se llegan a presen-tar tambin problemas de ruidos inducidos de-bido a una mala conexin a tierra (figura 6).

+

+

-

De antena de auto

EXR-10

Altavoces posteriores

Azul

Altavoces frontales

Al bloque de control del revelador dealimentacin de antena

Verde, gris, amarillo

Fusible (1A)

Amarillo

Fusible (3.5A)

Rojo

Negro

A la terminal +12V,que siempre es energizada

A la terminal de alimentacinde +12V, que es energizadacuando la llave de encendidose introduce

Punto de tierraRojo Entrada de alimentacin principalAmarillo Entrada de alimentacin principal

Azul Control principal relevador de alimentacin de antena

Negro Tierra

Conexin de 2 o 4 bocinasFigura 5Figura 4

5

3

4

1

2

6

Corte esquemtico de un altavoz empotrable parael automvil:

1. Bobina mvil del woofer resistente al calor.2. Soporte de doble aislamiento.3. Armazn exterior de aluminio fundido a troquel.4. Woofer resistente a la humedad de 16 cm .5. Altavoz de medios de cono de 44 mm .6. Tweeter de cpula de 22 mm .

Corte

sa: Pi

onne

r


Ecualizadores

Con el uso de ecualizadores en los automviles,fue factible una reproduccin de sonido en altafidelidad. Las imperfecciones de acstica dentrode un vehculo, vinieron a ser amortiguadas conel uso de este aparato. El ecualizador es unigualador de frecuencias que, por medio de con-troles ajustables, da mayor nivel o enfatiza cier-tas seales de audio y decrece el nivel de otras(figura 7).

Normalmente se estila enfatizar frecuenciasbajas o sonidos graves (menos de 500 Hz) y lasfrecuencias altas o sonidos agudos (8 KHz oms), as como decrecer los sonidos medios (2 a4 KHz) correspondientes a la voz.

En el mercado, podemos encontrar dos tiposde ecualizadores: con amplificador incluido, y elllamado "de paso" o mudo; aunque este ltimono cuenta con dispositivo amplificador, es msaceptado -y hasta puede ser la nica opcin enla mayora de casos-

por cuestiones de fidelidad y de acoplamien-to de impedancias. Para conectar este comple-mento, tome la alimentacin del ACC del auto-mvil; con una toma lo ms corta posible, co-necte la tierra de todos los dispositivos al chasis.

El amplificador de audio

Un amplificador de potencia (tambin llamado"fuente de poder") se intercala entre elecualizador y las bocinas, para dar una mayorpotencia a la seal y lograr el despliegue de unsonido ms alto. Por lo general, se instala deba-jo de los asientos delanteros; pero cuando es muygrande, conviene instalarlo en la cajuela.

La alimentacin de este equipo se toma di-rectamente de la batera, ya que es tpico que sedrene una corriente de 10 a 20 amperios; y si locoloca en la caja de fusibles, slo quemara lalnea de alimentacin.

En este punto debemos ser extremadamentecuidadosos. Es necesario instalar un fusible exac-tamente en la toma de la batera, y no al llegar

al amplificador; la razn, es que se ha sabido deautos que se han incendiado a causa de que unode estos cables se ator con el asiento, causan-do as un corto circuito; y al no haber fusible deproteccin, se drena corriente hasta quemar elauto.

Los amplificadores cuentan con una lnea lla-mada remoto, que debe ir conectada al cabledel estreo (azul) para permitir una operacinsimultnea del amplificador cuando se encien-de el equipo. Casi todos los amplificadores mo-dernos cuentan con salidas de alta impedanciacon tomas RCA, cuyo uso es preferible en vez deconectar la salida de baja impedancia de boci-nas del estreo (figura 8).

Ruidos en la reproduccin

Hay ocasiones en que los equipos reproducensonidos extraos cuando el motor est en mar-cha. Esta falla es comn prcticamente en todoslos modelos de autos y de estreos. Para elimi-narla, es imprescindible reconocer el tipo de rui-do del que se trata.

Existen dos tipos de ruidos: ruido electromag-ntico y ruido a travs de los cables. Un mtodosencillo para precisar su origen, consiste en co-nectar todas las lneas de alimentacin del equi-po de audio a una batera independiente y en-cender el auto; si el ruido persiste, significa quees de tipo electromagntico; pero si se corrige odisminuye notablemente, se trata de un ruido atravs de los cables. Esta labor de identificacin,nos permitir elegir la tcnica correcta para so-lucionar el problema.

Figura 7

Figura 6

1 2 3 4Ejemplo 1

Ejemplo 5 Ejemplo 6 Ejemplo 7 Ejemplo 8

Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4Amplificador

Cablelargo y fino

Todos los cables van a tierra

" " "

Conectada a tierrade la batera = mal

Respuesta idealCon ecualizador

Sin ecualizador

Una buena aproximacin a la curva ideal (respuesta plana)con relacin a la frecuencia, puede conseguirse ajustandoadecuadamente el ecualizador.

Para eliminar los ruidos por cable, instale enlas lneas de alimentacin un filtro de ruido en-tre sta y los aparatos. Es necesario asegurarsede que los filtros soporten la corriente del dispo-sitivo a alimentar; si no se eligen los filtros indi-cados, se corre el riesgo de que se quemen con-tinuamente.

Si el ruido se introduce al sistema va electro-magntica, proceda a buscar las fuentes causan-tes. Una fuente poderosa son las bujas del mo-tor que, como se sabe, producen chispas para laexplosin de la mezcla aire-combustible dentrode los cilindros del motor; las chispas son gene-radas por la bobina (de 20 a 30 KV); y dado quetales pulsaciones son de alta frecuencia y susrespectivos armnicos son mltiples, es fcil quese comporten como emisores de ondas de radioque pueden ser fcilmente captadas por la radiode A.M. o por alguna cabeza de audio del cas-sette sumamente sensible. Otra fuente de ruidoelectromagntico, es el alternador; ste puedeprovocar interferencia, especialmente cuando nose le ha dado servicio.

En ambos casos, es aconsejable sugerir alcliente que lleve a un centro de servicio mecni-co su unidad, para que le cambien los cables delas bujas, corrijan algn contacto mal hecho enla mquina y den mantenimiento al alternador.

Por otro lado, es buena tcnica reubicar loscables de seal del equipo, alejndolos del ar-ns de cables (son la masa de cables que llevanvoltajes a diversos lugares del vehculo). En au-tomviles VW sedan, que no tienen la bateraubicada en el compartimento del motor sino de-bajo del asiento trasero, el cable que conecta delgenerador hasta la batera maneja corrientes de40 a 50 amperios; esto genera fuertesinterferencias electromagnticas. Para prevenirsu induccin en las lneas de audio, deber co-locarlas en el lado opuesto de donde fluye estegrueso cable.

Como pudo usted advertir, la instalacin decomponentes en el automvil es una labor querequiere de algo ms que conocimientos bsi-cos de electrnica; precisa tambin de herramien-tas adecuadas, el conocimiento del aparato ainstalar y nociones mnimas de mecnica.Figura 8

Batera

Caja de fusibles

Ecualizador

Alimentacin

Alimentacin Autoestereo

Lnea remoto

Amplificador

Bocina

Bocina


GUIA DE FALLAS YSOLUCIONES EN

SISTEMAS DECOMPONENTES DE

AUDIO

GUIA DE FALLAS YSOLUCIONES EN

SISTEMAS DECOMPONENTES DE

AUDIOArmando Mata Domnguez

En este artculo vamos a analizarbrevemente las principales secciones

de un sistema de componentes deaudio, destacando los aspectos

digitales de su operacin. En cadacaso se explican las fallas ms

comunes en estos equipos, as comolas soluciones que en nuestra

experiencia hemos observado; perono pretendemos establecer unareceta entre falla y solucin. Es

importante considerar que, puestoque a los sistemas de componentes

de audio se les han agregadosecciones digitales, es necesario

seguir algunas precauciones en elmanejo de los circuitos integrados,

por ser stos de la familia MOS.

Generalidades sobre los sistemas decomponentes de audio

La estructura bsica de estos equipos es suficien-temente conocida por estudiantes y tcnicos enservicio electrnico. De hecho, las seccion

electronica y servicio 06--fallas en sistemas de audio

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