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EDICION ARGENTINA
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Por Egon Strauss
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MONTAJES
AMPLIFICADOR DE 20W MEZCLADOR DIGITAL HI-FI PROBADOR DE ENLACE RS232 TRANSMISOR PARA RADIOCONTROL CONTROLADOR OPTICO MULTIFUNCION
TECNICO TECNICO REPARADOR REPARADOR SSOLUCION OLUCION DE DE FFALLAS ALLAS EN EN TV TV CCOLOR OLOR
VIDEO UNN CAMCORDER AMCORDER HI-8 POR DENTRO
DEL DIRECTOR AL LECTOR
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EDICION ARGENTINA
ELECTRONICA E D I C I O N A R G E N T I N A - Nº 127 ENERO DE 1998
CONTINUAMOS ABRIENDO PUERTAS Bien Amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta, para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Comienza un nuevo año, plagado de buenas perspectivas, avaladas por los cambios que se vienen, en los cuales los “electrónicos” jugaremos un papel más que importante. La TV Digital, Internet, el Cable Digital, el nuevo concepto de grabación... son sólo algunos de los muchos cambios que en este 1998 formarán parte de cada circunstancia de nuestras vidas y, a diferencia de lo que ha ocurrido en los últimos 10 años, todos estos ítems poseen al ser humano como protagonista, dado que para implantar el nuevo sistema de HDTV (ya legislado en Argentina) hará falta mano de obra, el nuevo minidisco digital puede grabarse y con él realizar “miles” de compaginaciones útiles tanto en el hogar como en espectáculos, Internet es una herramienta que le facilita la tarea al técnico reparador por los miles de datos e ideas que se pueden obtener de ella, etc., etc., etc. Como ve, todos estos cambios prometen un futuro con mayores perspectivas de ocupación para quienes estamos ligados a esta disciplina y para que Ud. tenga las herramientas necesarias, seguimos publicando libros de actualidad como La TV Digital de Egon Strauss y Aplicaciones del Windows 95, que he escrito pensando en los técnicos que deben comenzar a familiarizarse con las computadoras. Y esto es sólo el comienzo, hay un largo camino por delante, y nosotros Seguimos Abriendo Puertas para alcanzar el futuro.
Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción Pablo M. Dodero
EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA RIVADAVIA 2421, Piso 3º, OF. 5 - Capital EDITORIAL (1034) TE. 953-3861 QUARK
Editorial Quark es una Empresa del Grupo Editorial Betanel
Presidente Elio Somaschini Staff Teresa C. Jara Hilda B. Jara María Delia Matute Enrique Selas Ariel Valdiviezo Distribución: Capital Distribuidora Cancellaro e Hijos SH 301-4942 Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay Berriel y Martínez - Paraná 750 - Montevideo R.O.U. - TE. 92-0723 y 90-5155
Impresión Mariano Más, Buenos Aires, Argentina La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.
Ing. Horacio D. Vallejo
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EDITORIAL QUARK Año 11 - Nº 127 ENERO 1998
SECCIONES FIJAS Del editor al lector 3 Sección del lector 68 Fichas de colección de Circuitos Prácticos 76 Fichas Interactivas (No se publican en este Nº)
ARTICULO DE TAPA Electrónica y Multimedia
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HISTORIA Los 50 años de la Electrónica del Estado Sólido
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Por Egon Strauss
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E LECTRONICA Y M ULTIMEDIA : “Todo lo que los Electrónicos Necesitan Saber”
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MONTAJES Transmisor para Radiocontrol Mezclador Digital Hi-Fi Amplificador de 20W Probador de Enlace RS232 Controlador Optico Multifunción
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TECNICO REPARADOR Curso de TV Color: El Fly-Back en sus Diferentes Versiones Memoria de Reparación: Solución de Fallas en TV Color
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AUDIO Reproductores de Alta Fidelidad en Equipos de Audio para el Auto
MONTAJES
AMPLIFICADOR DE 20W MEZCLADOR DIGITAL HI-FI PROBADOR DE ENLACE RS232 TRANSMISOR PARA RADIOCONTROL CONTROLADOR OPTICO MULTIFUNCION
VIDEO UNN CAMCORDER AMCORDER HI-8 POR DENTRO
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VIDEO Un camcorder HI-8 por Dentro
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TECNICO TECNICO REPARADOR REPARADOR SSOLUCION OLUCION DE DE F FALLAS ALLAS EN EN TV TV CCOLOR OLOR
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INFORME ESPECIAL Los Rayos que Cambiaron el Mundo
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NUESTRA DIRECCION AV. RIVADAVIA 2421, PISO 3º, OF.5 TEL.: 953-3861 H O R A R I O D E AT E N C I O N A L P U B L I C O EXCLUSIVAMENTE DE LUNES A VIERNES DE
LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO TV Digital
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ELECTRONICA Y MULTIMEDIA: TODO LO QUE LOS “ELECTRONICOS” NECESITAN SABER
Desde hace algo menos de 10 años, el concepto multimedia (accionar conjunto de TV, video, equipos de audio, etc.) se viene aplicando para dar mayor comodidad al consumidor en su hogar, sin embargo, dicho concepto comenzó a hacerse “famoso” desde el momento en que se popularizaron las computadoras personales. Hoy, es posible jugar, ver televisión, realizar montajes de video, escuchar música, navegar por Internet, etc. en nuestra propia casa, si contamos con una computadora equipada convenientemente y “programas apropiados” que suelen venir en CD ROM. Si Ud. posee una computadora, empleando el CD ROM que entregamos de obsequio, con la colaboración de CD ROM Today de Argentina (revista mensual destinada a los usuarios de Multimedia), le proponemos “navegar” con este concepto.
Por Horacio D. Vallejo
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S E G U I D O R D E S E Ñ A L E S P A R A R E PA R A C I O N D E P C
“Los precursores de la Electrónica como Hertz, Maxwell, Fleming, de Forest, Edison, Marconi, Armstrong y muchos otros, permitieron con sus investigaciones, desarrollos y modelos matemáticos y sus inventos, la creación de la ciencia que hoy se conoce como Electrónica”.
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on esta frase, el profesor Egon Strauss iniciaba el primer artículo sobre mutimedia publicado en Saber Electrónica, allá por el año 1990. Por ello, vamos a emplear parte de los conceptos vertidos en aquel entonces, para destacar la importancia del concepto multimedia, para todos los que de alguna manera estamos ligados a la electrónica. A partir de 1970 empezaron las grabaciones de video sobre cinta magnética y a partir de 1976 se popularizaron los sistemas de videocasete, especialmente del formato VHS y Betamax. Más tarde y en forma pasajera, el Video-2000. En la actualidad, sólo se usan los formatos VHS, VHS-C, S-VHS y 8 mm. Se agregaron cada vez más “elemento novedosos” al campo de la electrónica. Alrededor de 1980 se empezó a usar el Videodisco que se convirtió en los formatos de discos compactos que se encuentran en uso: el CD de 3 pulgadas y de 5 pulgadas, el LD (Laserdisc) de 5 pulgadas y los Videodiscos de 8 y de 12 pulgadas, estos últimos con información de audio y video. Con los discos compactos (CD) podemos decir que comenzó
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la era de los Multimedia en el sentido de que se comenzaron a incorporar elementos de Técnicas Digitales y de Computación en los equipos clásicos mencionados, que permiten crear en la actualidad el fenómeno Multimedia y que permiten prever en un futuro muy cercano los multimedia interactivos. Con el concepto Multimedia se trata de obtener el accionar controlado y coordinado de diferentes tipos de medios de comunicación electrónicos, tales como televisor, videograbador, grabador de casete de audio, equipo de Compact Disc (CD) y algunos equipos similares, todos ellos instalados y controlados en forma orgánica. En la figura 1 vemos el esquema de un equipo Multimedia primitivo que contiene los siguientes componentes: televisor con sonido estereofónico, videograbador con sonido estereofónico, preferentemente con pistas de audio helicoidales, reproductor de discos compactos y/o discos Laser, también con sonido estereofónico, decodificador de audio con posibilidad de combinaciones estereofónicas de sonido ambiental, amplificadores auxiliares para el sonido ambiental y el sonido central y finalmente, un conjunto de por lo menos seis parlantes para poder lograr el sonido estereofónico ambiental con subwoofer, parlante frontal central, parlantes frontales de izquierda y derecha y parlantes posteriores de izquierda y derecha. Este tipo de diseño básico, ha sido rápidamente superado por el avance técnico y tecnológico del concepto Multimedia y es bá-
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sicamente el resultado de la fusión de los campos de la computación y del video más avanzado, sobreentendiéndose que las señales de audio que acompañan estos equipos también son de la más alta fidelidad y basados en video, en el sonido con pistas helicoidales y en los otros medios de grabación, en el sonido digital, del tipo CD. El concepto Multimedia significa en la actualidad la combinación de técnicas digitales, técnicas de computación, de video y de audio, estos últimos en su expresión de la más alta fidelidad, para crear en el hogar imágenes y sonidos que reflejen el sentido artístico y las preferencias del usuario. Esto, desde luego, incluye también la posibilidad de reproducir en las condiciones de la más alta técnica y pureza, las producciones de otros creadores, ya sea comprados, alquilados o prestados. En los multimedia de hoy día, “las verdaderas vedetes” son los elementos de computación, un televisor, un reproductor de CDROM y muchos otros componen-
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tes más, que normalmente no se usan en este contexto en la computación convencional. Tarjetas de sonido, reproductores de videodiscos, videograbadores, altoparlantes y amplificadores de audio son algunos de estos agregados que son necesarios para poder catalogar un equipo como multimedia. Si logramos reunir este conjunto de equipos en forma ordenada y organizada, obtenemos un sistema que elabora datos digitales y señales de audio y video y que permite efectuar operaciones que el uso separado de estos equipos no permite cumplir. Se puede usar software que posibilita la edición de grabaciones de video con efectos especiales que pueden tener un valor comercial y/o de entretenimiento sumamente atractivo para toda clase de usuarios. En general, podemos manifestar que el enorme valor técnico del concepto multinorma reside en su eficiencia, rendimiento y variedad de usos y aplicaciones. El resultado final depende sólo en parte del hardware, el equipo propiamente dicho, ya que en forma más directa
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depende del software usado. En otras palabras, no es tan importante cuántos megabits de capacidad posee el equipo digital, sino cuáles son las prestaciones que se pueden lograr con programas específicos, bien desarrollados. La clave del funcionamiento de todos los equipos involucrados a una PC, para que el sistema multimedia funcione en su totalidad, es el software. En muchos casos este software es provisto por Microsoft, lo que explica el motivo por el cual Bill Gates, el fundador de Microsoft, es el multimillonario que más rápidamente pudo amasar su fortuna, al tener actualmente un control casi monopólico del software para PC y multimedia. El témino software implica en la actualidad uno de los soportes más completos y más usados del mismo: el CD-ROM. Qué es el hardware Los soportes más importantes del hardware para PC y multimedia siguen proviniendo de Intel. Las diferentes variantes de su microprocesador 80486, abrevia-
do en la industria como “486”, son difíciles de obviar en el campo de la computación de todo tipo, incluidos, desde luego, los multimedia. El sucesor del “486” es el 80586, rápidamente convertido en el tan conocido Pentium, que vemos en la figura 2, con sus patitas. El Pentium se destaca por el uso de una tecnología de avanzada que suma un ancho de sólo 0,6 micrones en los conductores y componentes contenidos en este microprocesador. Estas dimensiones micrométricas permiten una mayor capacidad y velocidad operativa de los equipos dotados con el Pentium. En otros equipos se usa un sistema específico para incorporar gráficos, audio y video directamente en la tarjeta principal de la PC. El sistema “S3” usa un procesador de 64 bits con un clock de 135MHz a 250MHz y varios circuitos auxiliares, todos ellos ubicados sobre un conjunto de tres chips. Un circuito de aplicación del “S3” se ve en la figura 3. Si analizamos cuidadosamente este esquema en bloques, nos encontra-
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remos con circuitos dedicados a entrada y salida para señales RGB, YUV, CD-ROM, digitalizador para S-Video (señales separados de luminancia y crominancia), audio analógico con conversor analógico-digital y demás etapas características para multimedia. El fabricante denomina este videobus “carretera escénica”. Observe que se incluyen circuitos para la compresión de señales de video del tipo MPEG, lo que permite el uso de los modernos CDV (Compact Disc de Video) que llevan grabados unos 70 minutos de audio y video, comprimidos, en un soporte de 120 mm de diámetro, igual tamaño que el CD convencional de audio. Las normas establecidas por el MPEG (Motion Picture Experts Group) se refieren a diferentes aspectos técnicos de las señales de audio y video. La norma MPEG-1 permite una compresión de las señales unas 60 veces. En las normas MPEG-2, que son más recientes, se establecen condiciones para factores de compresión más altos aun. Este proceso está por ahora en pleno desarrollo. El sistema normalizado por MPEG es del tipo asimétrico, lo que significa que los circuito y/o bloques circuitales necesarios para la codificación son más amplios y complejos que los usados para la decodificación. Esta característica es considerada favorable bajo el punto de vista de la electrónica de consumo. Un enfoque diferente proviene de ALI (Acer Laboratories Inc.), con un juego de dos chips que funcionan en conjunto con siste-
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mas basados en microprocesadores tipo Pentium o P54C. Los integrados M1449 y M1451 de ALI reúnen en sólo dos chips las prestaciones necesarias para multimedia. Internet, la llave que amplió el concepto Multimedia Sin dudas, desde su aparición hace unos tres años, Internet se ha convertido en el disparador de este nuevo concepto que nos permite acceder a información desde cualquier parte del mundo, a través de una linea telefónica. Veamos un poco mejor que es Internet. Internet, la red de redes, ha logrado acaparar la atención de propios y extraños. Las personas que ingresaron a un nuevo concepto de comunicación comprenden su funcionamiento, el porqué de su popularidad y el empleo que, según la necesidad, se puede hacer de ella. Pero gran parte de quienes escucharon hablar de Internet permanecen atrapados por la incertidumbre: ¿cómo me conecto?, ¿qué información hay? o ¿cómo llega Internet hasta mí?, son sólo algunas de las demandas del público aún ajeno a la gran Red Mundial. Una respuesta a las preguntas formuladas en el inicio de esta nota, es que la palabra escrita, aun en su más excelso y exquisito empleo -para el cual la lengua castellana se presta dócilmente-, no alcanza para transmitir una sensación sólo asimilable por propia experiencia. En otras palabras: para comprender cómo se emplea Internet no hay mejor aprendizaje que establecer una conexión con la Gran Red senta-
do en una computadora. “Les propongo iniciar este maravilloso viaje”. De todas formas, aquí se intentará dilucidar su intrincado proceso. Como ya hemos dicho en algún artículo, uno de los ejemplos más empleados para explicar Internet es aquél que muestra a una persona cómodamente instalada, lejos del aturdimiento propio de las grandes ciudades. El protagonista, inmerso en una investigación que trasciende las fronteras de su hábitat, debe consultar bibliografía de institutos internacionales, distantes. Allí es donde Internet entra en escena: una simple llamada telefónica local, no internacional, alcanza para que nuestro protagonista tenga a mano los textos que antes sólo podía consultar personalmente, avión mediante. Para que ello se concrete, es menester que la Universidad, que tiene los libros deseados por el usuario de Internet, haya incorporado el saber acumulado en papel a los bytes de la red de redes. Una vez que la digitalización se concretó, el interesado debe tener tanto la computadora como el módem listos para la aventura -la configuración estándar que se ofrece actualmente a la venta en los comercios es suficiente- y un proveedor de Internet al cual contratarle el servicio. Por intermedio de una empresa, o universidad, que tenga una conexión directa con Internet, los usuarios pueden consultar, en tiempo real, la información habida en la red. En la Argentina, la Universidad de Buenos Aires posee el acceso irrestricto, que ofrece a sus
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estudiantes, docentes y graduados, en sus propias instalaciones. Por otra parte, existen empresas comerciales que brindan el acceso “on line”. El interesado, una vez que suscribe el sistema, sólo debe efectuar una llamada local con su computadora, es decir: como si estuviera hablando de manera tradicional a otro número urbano. Desde allí, todo queda en manos del proveedor: la conexión que éste tiene “sube” al satélite, para arribar sin interferencias al destino pretendido. En Internet se pueden emplear diferentes sistemas, según el fin deseado. El correo electrónico (E-Mail) existe desde hace décadas -nació con la misma red-, y allí las cifras producen escalofríos: se habla de 60 millones de personas que tienen su dirección de correo electrónico. El E-Mail es como el correo, pero funciona en el ciberespacio. El remitente elabora su texto en su computadora y se lo envía a la casilla del destinatario, quien lo recibe en su monitor. Pero, a no dudarlo, la popularidad actual de Internet es patrimonio de la World Wide Web, WWW o simplemente Web. Se trata de páginas multimedia que, a su vez, están asociadas en hipertextos; de la conjunción de ambas surge la expresión hipermedia. Los textos que tienen referencias a otras páginas, empresas o instituciones que tienen un rincón en Internet, permiten seleccionar la opción pretendida y llegar a la página citada. De esa manera, quien acceda,
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con un simple navegador de Internet, puede llegar a páginas sin necesidad de tener conocimientos informáticos profundos; tan sólo hay que perder el miedo a la tecnología. Así aparece el concepto de navegar: ya no es necesario -como sí ocurre en el correo electrónicotener la dirección exacta del destino buscado; basta con llegar a una página y, desde allí, es posible deambular sin destino fijo y optar por las variantes que cada página ofrece. En Internet, además de correo electrónico y Web, se pueden consultar otros “servicios”: gopher, ftp, newsgroups y telnet, entre los más conocidos. En realidad, se trata de distintas formas de llegar a la información: si la información buscada tiene multimedia -aunque sea gráficos, sin sonidos ni animación-, hay que buscarla en los Webs, si se buscan archivos para copiarlos, estarán en ftp, y para debatir temas de interés común, se crearon los newsgroups. Pero el usuario no debe preocuparse por distinguir entre cada servicio. El Netscape, que es el programa más empleado para navegar en la red; tiene, en un sólo ícono, todos los utilitarios para recorrer la red y obtener la información deseada. Los mensajes que se emiten en la red son públicos, es decir, a diferencia del E-Mail, cualquier persona que quiera acceder al newsgroup tiene acceso a la lectura de todos los mensajes que allí se dejaron. En el newsgroup de argentinos, por ejemplo, quienes habitan en el exterior reclaman casi con desesperación dos
datos: dónde conseguir yerba y dulce de leche en, por caso, Londres. Para navegar en la WWW sin perder el rumbo es recomendable tener un asistente. Las citadas páginas amarillas superan las 800 páginas. Existen herramientas de búsqueda, capaces de localizar en el 90 por ciento de la red el tema deseado. De esa manera, las páginas amarillas son desplazadas por sistemas que, además de sistematizados, se actualizan rápidamente y permiten aprovechar mejor el tiempo de conexión. El libro, por su parte, ofrece un panorama más amplio de la oferta de la red. Los beneficios que nos brinda la computación son cada vez mayores, a tal punto que no es necesario viajar para saber qué está pasando en cualquier parte del planeta. En la actualidad existe un espacio cibernético que nos invita a conectarnos y comunicarnos con una simple computadora, que no necesita estar sumamente equipada. Existen redes invisibles por las cuales circula información desde y hacia distintos puntos; Internet es la red más grande de las que se conocen, y a través de ella, millones de usuarios pueden estar conectados entre sí. Teniendo una computadora personal, un módem y la conexión a un servicio Internet, es posible ingresar a este mundo maravilloso y fascinantemente informado. Internet no sólo nos permite requerir cualquier tipo de información sin necesidad de movernos del lugar en donde nos encontramos, sino que también nos hace estar permanentemente in-
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formados con la actualidad mundial. Qué se necesita para implementar un Sistema Multimedia Si bien es posible implementar un sistema multimedia “personalizado”, damos a continuación, un listado de los elementos necesarios para “navegar” por Internet, acceder a información de un CD ROM, escuchar música, etc.: Una computadora PC o compatible. En general, cualquier configuración podría emplearse, dado que hay diferentes programas que se adaptan a cualquier situación, sin embargo, es aconsejable una CPU tipo 486 o superior (Pentium, MMX, etc.), con 8Mb de memoria RAM, espacio de disco rígido superior a 80Mb, equipado con placa de módem (módem-fax) de cualquier velocidad superior a 9.600 baudios (hoy es imposible imaginar placas que manejen velocidades inferiores a los 28.800 baudios), un kit multimedia de 4 velocidades o superior con placa de sonido, una buena placa de video e interfases adecuadas para conectar los periféricos que necesitemos. Para acceder a Internet, además será necesario asociarse a alguna empresa proveedora de este servicio y contar con una línea telefónica. Como podrá apreciar, los requerimientos no son muy considerables para el mundo en que vivimos, si tenemos en cuenta que se pueden obtener muchos beneficios con el uso de este tipo de sistemas.
ELECTRONICA Y MULTIMEDIA
Cómo Utilizar el Disco A los efectos de que pueda entretenerse e interiorizarse un poco más con los “sistemas multimedia”, con esta edición Ud. ha recibido un disco (CD) que posee juegos en las denominadas versiones “DEMO”, que
consisten en algunas pantallas jugables de productos comerciales. También posee aplicativos que le serán de suma utilidad para mejorar la perfomance de su computadora, para aprender idiomas, etc. Si Ud. aún no está familiarizado con este tipo de material, siga atentamente las
Comienzo Creamos un menú especial para ejecutar los demos incluidos en nuestro disco de tapa.
Windows 3.1 ● Coloque el disco en su unidad de CD-ROM y, en el Administrador de Archivos de Windows clique en Archivo y luego en Ejecutar. ● Aparecerá una caja de diálogo. Tipee D:\CDRTODAY, la letra D identifica su unidad de CD-ROM. ● Presione la tecla Return (Enter) y luego de algunos segundos aparecerá el menú.
Windows 95 Para ejecutar nuestro menú de Windows 95 coloque el disco en su unidad de CD-ROM, espere un momento y el menú se ejecutará automáticamente. Pero si su unidad de CD-ROM no realiza esta operación, siga las instrucciones: ● Clique en el botón de Inicio y seleccione la opción Ejecutar. ● Tipee D:\CDR95.EXE, la letra D identifica su unidad de CD-ROM. ● Presione la tecla Return (Enter) y luego de algunos segundos aparecerá el menú.
DOS Algunos de los programas de
nuestro disco corren bajo DOS. Para este fin hemos incluido un menú especial para DOS. Explicaremos cómo funciona: ● Salga de Windows y para cambiar de disco hacia su unidad de CDROM tipee D: (la letra D identifica su unidad de CD-ROM). Para salir de Windows 95 reinicie la PC en modo MS-DOS, en el menú de inicio. ● Tipee GO y nuestro menú DOS aparecerá.
Ejecutar Programas Manualmente Si tiene problemas con la memoria o con los colores de la pantalla, ejecute los programas manualmente. En un cuadro que está en la última página de esta guía, encontrará los nombres de los archivos necesarios. En el Administrador de Archivos de Windows, clique en Archivo y luego en Ejecutar. Use la opción Examinar para
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instrucciones que brindamos a continuación, con las cuales no tendrá inconveniente alguno. Queremos destacar que este CD ROM es gentileza de la revista CD ROM Latinoamérica, que nos ha cedido los derechos para que llegue a sus manos junto con Saber Electrónica. encontrar el archivo que desea ejecutar. En Windows 95, clique en el botón Inicio y seleccione la opción Ejecutar. Use la opción Examinar para encontrar el archivo que desea ejecutar. Presione la tecla Return (Enter). Para demos de DOS tipee CD\ seguido del nombre del subdirectorio en el prompt de su unidad de DOS (D:\) y presione Return (Enter). Luego tipee el nombre del archivo y presione Return (Enter).
Cómo ver videoclips Para ver los videoclips incluidos en nuestros demos, necesitará QuickTime o Video para Windows. Si no los tiene, instálelo desde la sección de Video Utilities de nuestro disco.
Advertencia Todos los programas incluidos en este disco fueron sometidos a pruebas exhaustivas. Las pruebas también incluyen la instalación y reinstalación de todos los programas en una gran variedad de PCs. Si no conseguimos efectuar la instalación en una computadora específica, abandonamos la instalación. Por lo tanto, estamos obligados a avisarle que usted estará utilizando el CD de tapa por su cuenta, y que la empresa Editorial Quark S.R.L. no podrá ser responsabilizada por cualquier pérdida de datos.
ELECTRONICA Y MULTIMEDIA
▲ Diríjase al espacio exterior. En la Estación Espacial Alpha, vivirá un encuentro cercano del tercer tipo.
TeraMedia Demos (Win) La compañía de multimedios establecida en Nueva Zelandia, TeraMedia, se prepara para internarse en el mercado internacional con una impresionante cantidad de discos de deportes, entretenimientos, educación y documentales. Este mes presentamos dos demos excelentes, repletos de diversión, pertenecientes a la línea
▲ No parece el mismo sin el típico uniforme azul y sus orejas puntiagudas. Leonard ama la ciencia ficción y está aquí para compartirla.
Leonard Nimoy’s (Win) Science Fiction Vol. 2 El renombrado actor de muchas de las escenas de este disco, Leonard Nimoy, más conocido y adorado como el Sr. Spock de Viaje a las Estrellas, es el guía de este viaje de descubrimiento por los archivos de la ciencia ficción en CD-ROM. Este
de los títulos de educación y entretenimiento (ambos evaluados en nuestra edición de este mes). Devil’s Canyon transporta los chicos de todas las edades a través de una exploración virtual, dentro de un traje de dinosaurio, llamado Cyberraptor. Desafortunadamente, sus bancos de memoria se han dañado y hay que ingresar al medio ambiente de entrenamiento de realidad virtual para volverlos a su posición normal. Nuestro demo contiene el primer medio ambiente virtual, en el que tendrá que hallar restos fósiles de dinosaurios. El demo comienza con una pantalla que le solicita reinicializar el sistema, pero no se preocupe, su máquina no se colgó, es sólo parte del juego. Una vez que se encuentre en el centro de control utilice el mouse para desplazarse. Luego haga clic
disco relata los primeros trabajos de la ciencia ficción y del ingreso a nuevos terrenos en el mundo de la literatura. Leonard Nimoy interpreta el papel de un viajero estelar, al que le encanta coleccionar escritos de ciencia ficción. En la demostración usted viajará a través del espacio, junto a Nimoy y su nave misteriosa. Leo ya ha incorporado algunos documentos nuevos a su archivo clásico de historia de la ciencia ficción y está ansioso por mostrárselos. Puede recorrer la nave, de una manera típica, clicando con el mouse. En el camino se topará con varios libros. Se le permitirá observar la tapa de todos ellos y podrá leer
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en el botón “Activate VR” y así emprenderá su misión. En Space Station Alpha: The Encounter, se le asignará una misión secreta con el objetivo de investigar una nave espacial extraterrestre y su origen. Le de seamos mucha suerte en su periplo. Sistema mínimo: 486, 4Mb RAM, <1Mb HD Los rastros de hechos como estos, han quedado encerrados en la superficie de la Tierra durante millones de años. ▼
todo el libro Star Ways, de Poul Anderson, entero. Y si nunca lo sintió nombrar, el demo también hará el trabajo de informarlo. Siéntese cómodamente y relájese. De esta manera disfrutará de algunos videos que hablan de los libros favoritos del Sr. Nimoy. Sistema mínimo: 486, 4Mb RAM, <1Mb HD Star Ways, de Poul Anderson, un clásico de la ciencia ficción. ▼
ELECTRONICA Y MULTIMEDIA
▲ ¡Vamos, incendiate! Otra instalación alienígena muerde el polvo.
Fire Fight (Win 95) The Phantom Council (El Consejo Fantasma) es el sistema judicial utilizado en el futuro. Después que el consejo haya declarado culpables al planeta y a su gente, comienza la acción brutal y veloz. Usted representa al as de los pilotos Phantom, bajo el nombre de Jax. Tendrá la tarea de llevar a cabo el veredicto y des-
▲ Un invento casual, de William, generado durante el diseño de Organic Art.
Organic Art Designer (Win) Organic Art utiliza fórmulas matemáticas para el diseño de imágenes. Ejecute el Designer y genere los modelos en forma automática. Modifique las imágenes con “Generadores”, en el menú o, simplemente, clique sobre el botón “Mutate”. Para detener la acción, seleccione “Stop Scene Animating” en el menú de “File”. Sistema mínimo: 486DX, 8Mb RAM, 30Mb HD
truir ciudades y estructuras, para rescatar al personal P.O.W., cautivo durante un largo tiempo después de haber finalizado la guerra. Básicamente, ésa es la excusa que tiene para poder entrar disparando y destruir cualquier cosa que oponga resistencia. No es muy bonito pero, ¿a quién le interesa eso? Brinda, definitivamente, mucha diversión y eso es lo que importa. Fire Fight tiene una presentación con un sistema multidireccional suave sobre un fondo muy lindo. Nuestro demo se caracteriza por lo alucinante y entretenido que resulta para jugar e incluye niveles completos que tendrá que superar. El juego corre tanto en alta como en baja resolución. Ajústelo de acuerdo a la velocidad de su computadora pero, al me-
▲ Tal vez sea el piloto más malvado que exista sobre dos ruedas, pero necesita aprender mucho de higiene dental.
Road Rash (Win 95) Desde el momento que escucha Kickstand, banda de sonido de la presentación del juego, compuesta por Soundgarden, un grupo de rockeros de Seattle, y coloca sus ojos sobre la pantalla, presagia que algo verdaderamente especial va a ocurrir. Es el juego de carreras y combate de motocicletas más agresivo que se haya visto, castiga a su computadora con duros golpes y acción a mil y lo deja con las rodillas completamente peladas. Nuestro demo es un ejemplo bueno y emocionante. Sistema mín: P70,16Mb RAM
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nos, necesitará un Pentium 70 y un Windows 95 para que funcione bien, aun en el modo de baja resolución. La navegación es sencilla. Simplemente utilice las teclas con las flechas para desplazarse a lo largo y a lo ancho del espacio. Sistema mínimo: P70, 8Mb RAM,14Mb HD El círculo que rodea su nave es el radar que muestra los enemigos y la flecha indica la dirección del próximo objetivo. ▼
▲ Tipos tan prticulares como éstos no se ven todos los días. Son extraños, alegres y entretenidos.
Fuzzy and Floppy (Win) Fuzzy y Floppy estaban tan aburridos que ayudaron al Coronel Dingbat a limpiar el altillo. Encontraron un anillo y, cuando lo abrieron, salió volando una abeja mágica dorada. Pero los traviesos, creyendo que los conduciría a algún sitio lleno de dinero, la capturaron; por esto, dejaron al Capitán encerrado en un baúl. Usted tiene que ayudarlos a encontrar la llave. Al estar en el altillo, haga clic sobre la puerta y accederá al resto de la casa. Sistema mín.: 486,4Mb RAM
ELECTRONICA Y MULTIMEDIA
▲ En Metal Rage, el ataque viene por aire y tierra. Es un tanque del siglo XXI.
Metal Rage (Win, DOS) Le presentamos un juego que tiene gráficos excelentes en 3 dimensiones. Estos se ven muy bien, aun en una 486DX/33 que corra bajo Windows 3.1. En el año 2030, la Tierra está tan superpoblada que surgió la necesidad de colonizar nuevos planetas. Todas las fuerzas militares fueron destinadas a poblar el planeta Aragonia. Pero poco después de abandonar la Tierra, Aragonia es atacada por extraterrestres que intentan hacer desaparecer a toda la raza humana. La misión básica consiste en disparar a cualquier cosa que se mueva en la pantalla. En nuestro menú encontrará un listado completo de las teclas de control. Sistema mínimo: 486DX/33,8Mb RAM
▲ Habíamos escuchado que los koalas trepaban árboles y que también los comían, pero nunca que vivían dentro de ellos.
Blinky Bill (Win) El koala Blinky Bill le cuenta a los niños la historia aterradora
de la cueva de un fantasma. La animación de este libro para chicos es bárbara y los mantendrá pegados al monitor. Una vez que haya leído cada una de las páginas, debe clicar en la pantalla para descubrir los lugares que esconden animaciones fantásticas. Para ir a la página siguiente, desplace el mouse hasta el botón que se encuentra sobre el rincón derecho. Allí, aparecerá una mano. Simplemente, haga clic sobre ella. Nuestra versión demo interactiva incluye dos páginas completas del cuento de la cueva del fantasma, un juego para probar la memoria y una página de adivinanzas. Sistema mínimo: 486, 4Mb RAM
uno de ellos comienza con una determinada cantidad de tropas o fuerzas definidas. Durante el juego, usted debe sumarse a ellas para asegurar la supervivencia de su clan. Sistema Básico: 486DX/66,8Mb
▲ Existe una gran variedad de juegos para divertir a sus gatitos pero, desafortunadamente, no existe ninguno para perros malos.
Cats (Win)
▲ A esta raza de gente rosa le gusta las cosas, obviamente, de color rosa. Ayúdeles a pintar el mundo.
War Wind (Win 95) War Wind es un juego de estrategia en tiempo real, que incluye una trama biomecánica. Se desarrolla en un mundo extraterrestre en el que la tranquilidad de su imperio, ya no es la misma. Existen cuatro razas únicas que no armonizan y cada una de ellas muestra, de modo ostentoso, su fuerza y poder. Aventúrese en lo salvaje, compartiendo una experiencia con bestias muy rencorosas. Este increíble demo, repleto de acción, permite jugar en cuatro escenarios distintos. Cada
15 SABER ELECTRONICA Nº 127
En esta oportunidad le presentamos al nuevo Catz. Es la misma idea de Dogz, excepto que, en esta oportunidad, tiene la posibilidad de adoptar un gatito y divertirse durante horas con sus movimientos juguetones. Nuestro demo incluye un conjunto de “adopción” que le permite jugar con cinco gatitos diferentes, cada uno de ellos, con su propia personalidad. Se impresionará de lo real que parecen (gracias a Dios, no se necesita ningún plato con arena para sus necesidades). Una vez que juegue con el demo de Catz, notará que el tiempo transcurre velozmente. Cuando pase esto, no le quedará más remedio que adquirir la versión completa del juego. Sistema mínimo: 486, 4Mb RAM, 5.5Mb HD
ELECTRONICA Y MULTIMEDIA
Y... ¡eso no es todo!
▲ ¿Qué es esto? ¿Hay que saberlo? Un compendio de imágenes biológicas.
Images of Biology (Win) Es un recurso interactivo -con figuras y clips de video- referido a la biología de animales y plantas y dedicado a estudiantes de niveles avanzados. Incluye descripciones con texto y sonido y más de 50 secuencias, con gráficos, subdivididas en cinco categorías principales que facilitan el acceso. Si desea ver los clips, necesitará tener Video for Windows en su PC. Si no lo tiene, diríjase a la sección Video Utilities de nuestro disco de tapa e instálelo antes de correr el demo. Esta versión, contiene todos los menúes completos y un conjunto de temas que lo ayudarán a visualizar la calidad del programa completo. Cada uno de éstos figura resaltado en el menú, en forma separada. Sistema mínimo: 486,4Mb RAM
Language Labs (Win) Language Labs es una herramienta efectiva para aprender francés o alemán. La técnica es muy buena y consiste en escuchar, repetir y aprender. Todos los íconos tienen significados obvios, en consecuencia, intérnese y comience a incorporar conocimientos. Si su letra del drive de CDROM no es “D”, la que se utiliza
▲ Aprenda palabras y frases de distintos idiomas (francés, alemán y español) con nuestro demo ilustrativo.
normalmente, haga clic en el botón CD, después de instalar Language Labs. Luego clique sobre el botón correspondiente a su unidad de CD-ROM. A continuación, el programa deberá correr perfectamente y en tres idiomas diferentes. Sistema mínimo: 486,4Mb RAM,2Mb HD
Shareware para Chicos ¡Aquí están los programas! Animals and Things (Cosas y animales) es apropiado para los más chicos. Simplemente haga clic sobre el animal y la PC reproducirá el sonido correspondiente. Master the Mouse (Domine el mouse) le dice cómo apuntar y Learning Letters and Numbers (Aprendiendo números y letras) lo conduce hacia el ABC y los números del 1 al 10 (en inglés). También tenemos la ayuda de Larry’s Math Machine (La máquina de matemáticas de Larry). Para jugar, tiene Paddle Battle (La batalla de remos) y Larry’s Toys (Los juegos de Larry). Todos los programas son para Windows. Sistema mínimo: 486,4Mb RAM
16 SABER ELECTRONICA Nº 127
Como no estamos conformes con todo el software que ya mencionamos en esta guía, incluimos varios programas que creemos necesarios en toda computadora que se precie: The Unexplained Screen Saver, de la compañía Flag Tower. Este protector de pantalla le da a su PC un toque misterioso, es algo inexplicable. Para curar a su familia, tenemos Family Doctor 4, última versión de un buen disco de Centre Gold, descubra su talento artístico con Paint Shop Pro 3.1, de Digital Workshop, y controle la hora con un reloj nuevo para Windows, llamado Calibra 1.4, de TopLine Software. Investigue en el CD y descubrirá el apasionante mundo de los MULTIMEDIA. ✪ Si desea instalar y ejecutar los programas manualmente, aquí tiene los archivos ejecutables y los directorios donde se encuentran (asumiendo que su unidad de CD-ROM es D:). Use el comando EJECUTAR de Windows o cambie al directorio y tipee el nombre de los archivos de los títulos para DOS.
PROGRAMA
DIRECTORIO Y NOMBRE
Animals ‘N’ Things KIDS\LANIMALS\SETUP.EXE Blinky Bill BLINKY.EXE Calibra 1.4 SHWARE\CALIBRA\INSTALL.EXE Catz KIDS\CATZ\SETUP.EXE Devils Canyon TMEDIA\SETUP.EXE Family Doctor 4 FD4\FAM4\VIDEO.EXE Fire Fight GAMES\FIRE\FFSW10.EXE Fuzzy And Floppy KIDS\FUZZY\APE.EXE Images Of Biology BIOLOGY\IOBDEMO.EXE Language Labs LLDEMO\INSTALL.EXE Larry’s Toys KIDS\LTOYS\SETUP.EXE Larry’s Letters KIDS\LLLETNUM\SETUP.EXE Leonard Nimoy INSTALL\SETUP.EXE Organic Art Designer ORGANIC\SETUP.EXE Paddle Battle KIDS\PADDLE\SETUP.EXE Road Rash GAMES\ROADRASH\DEMORASH.EXE Space Station Alpha TMEDIA\SETUP.EXE Tic-Tac-Toe KIDS\LWTTT\SETUP.EXE Master The Mouse KIDS\ LMMOUSE\SETUP.EXE Math Machine KIDS\LLMATHM\SETUP.EXE Metal Rage GAMES\METAL\METAL.EXE Myst Solution MYST.EXE War Wind GAMES\WARWIND\WW.EXE The Unexplained CDBLIND\INSTALL.EXE
HISTORIA
LOS 50 AÑOS DE LA ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO El 23 de diciembre de 1997 se cumplieron exactamente 50 años desde la invención del transistor. Con ello comenzó una época que marcó y sigue marcando el progreso de muchos de los inventos y desarrollos que caracterizaron el siglo XX y probablemente harán sentir su influencia también en el siglo XXI, tan cercano ya. En la presente nota rendiremos un sentido homenaje a todos aquéllos que de alguna manera fueron los pioneros de tan importante evento y mencionaremos también sus logros. Por Egon Strauss
1 - El día 23 de diciembre de 1947 Para muchos técnicos de electrónica de esa épo1 ca de mediados del siglo XX, la fecha mencionada no parecía muy diferente a muchas otras que habían sucedido antes y que podían suceder después y sin embargo era el día señalado para introducir un componente tan importante como el primer semiconductor que amplifcaba. Efectivamente, los científicos Dr. William Shockley
(1910-1989), Dr. John Bardeen (1908-1991) y Dr. Walter Brattain (1902-1987) habían inventado el primer transistor en los Laborati-
18 SABER ELECTRONICA Nº 127
ros Bell de los Estados Unidos. En la figura 1 vemos los tres inventores y Premios Nóbel de 1956, juntos en su mesa de trabajo. Cabe recordar también que el nombre de “transistor” de este invento le fue dado por otro integrante de los Laboratorios Bell, el Ing. J. R. Pierce, quien decía que “La naturaleza aborrece los tubos al vacío”, indicaba así que bajo un punto de vista práctico, los semiconductores eran mucho más “naturales” que los dispositivos que necesitaban un vacío perfecto para
LOS 50 AÑOS DE LA ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO
poder funcionar en un pla- 2 neta como la Tierra, que posee una atmósfera de aire. Esta apreciación debemos tomarla desde luego como una aseveración puramente académica, ya que los dispositivos al vacío existen y nos prestan buenos servicios, a pesar de que su fabricación requiere una serie de facetas que un dispositivo de estado sólido no necesita. En cuanto al nombre dado a este nuevo dispositivo semiconductor, cabe señalar que está científicamente bien elegido, ya que está en la misma línea que el “resistor”, el “capacitor”, el “inductor”, el “conductor” y muchos otros que pertenecen a la gran familia de los dispositivos que básicamente funcionan sin el vacío. Otros dispositivos que requieren un vacío como parte integrante de su funcionamiento, son aquéllos que están basados en la emisión de “electrones” y usan por lo tanto el sufijo “trón” en su nomenclatura: el “magnetrón”, el “pliotrón”, el “kenotrón” y otros más. Recordamos que en la época de la publicación del invento del transistor, una revista técnica en la Argentina organizó una encuesta para renominar el transistor, supuestamente por razones técnicas y lingüísticas, pero finalmente los lectores opinaron que el nombre tenía su justificación y el tema perdió actualidad.
2 - La prehistoria Las investigaciones que condujeron a la invención del transistor fueron en realidad la cul-
minación de muchas otras investigaciones que podemos citar como habiéndose iniciado en 1876 con Karl Ferdinand Braun (18501918), físico alemán y Premio Nóbel de 1909, quien demostró características poco usuales de conductividad eléctrica en cristales. En 1880 y años siguientes, varios científicos, como el francés Edmond Becquerel (1878-1953) y otros, encontraron que las características conocidas más adelante como semiconductividad, tenían aplicaciones útiles en diversas aplicaciones eléctricas. A partir de 1883, se sobreponían estas investigacioens a otras muy importantes, relacionadas con el “efecto edison”, descubierto por el norteamericano Thomas Alva Edison (18471931).
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Este efecto edison fue la base para la invención del diodo al vacío, desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming y los sucesivos desarrollos del tríodo al vacío por Lee DeForest (1873-1961) en 1906 y del amplificador valvular por Irving Lamuir (1881-1957), alrededor de 1920. Estos desarrollos de la técnica electrónica al vacío frenaron por muchos años los desarrollos de las técnicas del semiconductor. En 1939 los científicos Jack Scaff y Henry Theurer de los Laboratorios Bell, descubren áreas especiales en el silicio. Estas áreas son clasificadas como positivas (tipo-p) y negativas (tipo-n). Este desarrollo permite reconocer el silicio como material apto para crear semiconductores. En diciembre de 1939, William Shockley, uno de los inventores del transistor, anota en su libreta de informes de Laboratorio que puede pensarse en el concepto de un semiconductor como componente apto para fines de amplificación. La Segunda Guerra Mundial interrumpe todo desarrollo no conectado con fines bélicos y recién en 1945 se reanudan los esfuerzos de investigación dirigidos a fines civiles. Se forma un grupo de científicos que siguen el desarrollo de materiales semiconductores y su aplicación en dispositivos electrónicos de toda índole. El 23 de diciembre de 1947, los investigadores arriba mencionados comunican su invención,
LOS 50 AÑOS DE LA ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO
el transistor de contactos por puntos. Shockley, Bardeen y Brattain hacen demostración de un amplificador con este transistor primitivo que permite reproducir música a través de un altoparlante. El invento no causa ninguna sensación especial en el mundo. Recién el 1 de julio de 1948, un diario, el New York Time, publica algo al respecto en su sección de radio y en la página 46. Nadie se había dado aún cuenta del impacto que sólo pocos años después iba a producir toda noticia relacionada con los semiconductores.
Los investigadores de la Bell desarrollan materiales diferentes, como germanio y otros que fueron esenciales para el desarrollo de transistores del tipo difundido. En 1951 se desarrolla el transistor por juntura que es más confiable y más fácil de producir que el transistor de puntos. En 1952 tiene lugar un simposio al cual asisten firmas como General Electric, Texas Instruments y una pequeña firma japonesa que, sin embargo, años más tarde sería Sony Electronics. Ellos aprendieron en este simposio
los pocos secretos que había en aquel entonces en la industria del semiconductor. En 1953 se desarrollan las primeras obleas de cristales de silicio. Este desarrollo sería la base para la fabricación de chips para circuitos integrados. También en 1953, Texas Instruments vende los primeros transistores de silicio. En 1954 se descubren técnicas nuevas para la introducción de impurezas en forma controlada en el material de base. En 1956 los tres inventores
TABLA 1 CARACTERISTICAS DE MICROPROCESADORES Año
Tipo
Cantidad de transistores
Clock
Performance
1979
8086
29.000
8MHz
0,75Mips
1981
8088
40.000
8MHz
0,75Mips
1984
80286
134.000
12MHz
2,66MIps
1985
80386
275.000
25,33MHz
12Mips
1989
80486
1.200.000
33, 50, 66, 100MHz
54Mips
1993
Pentium (P5)
3.100.000 (0,8µm)
66,75, 133, 150, 166, 200MHz
100Mips y más
1994
5x86 (Cyrix)
1.900.000
75, 100, 120, 133MHz
Idem
1994
Nx586 (NexGen)
3.500.000
166, 200MHz
Idem
1995
K5 (AMD)
4.200.000
75, 90, 100MHz
Idem
1995
Pentium PRO (P6)
5.500.000 (0,6µm)
Similar a Pentium
200Mips y más
1996
Pentium MMX (P7) 5.500.000 (0,6µm)
166, 200, 233, 266MHz
420Mips
1997
Pentium II (P8)
233, 266, 300MHz
561Mips
7.500.000 (0,36µm≠
La sigla Mips significa millones de instrucciones por segundo y es una medida de la rapidez con la cual un microprocesador puede funcionar. En la actualidad, la industria del semiconductor mueve muchos billones de dólares y es uno de los rubros de crecimiento más rápido en el mundo. Sobre todo, la industria de la computación se beneficia de esta tendencia y algunos expertos expresaron sus pensamientos de la siguiente manera: “Si la industria del automóvil hubiera progresado en forma similar a la de los semiconductores, hoy día un Cadillac tendría un costo de 500 dólares, haría 1.000 km con 5 litros de combustible y sería más barato abandonarlo que estacionarlo”. Palabras fuertes, por cierto, sobre todo porque parece que son ciertas.
20 SABER ELECTRONICA Nº 127
LOS 50 AÑOS DE LA ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO
del transistor, Shockley, Bardeen y Brittain, reciben el Premio Nóbel en Fisica por sus trabajos en el desarrollo del transistor.
3
3 - La historia actual Desde los primeros momentos de la existencia del transistor, llamaba la atención de legos y expertos la diferencia de tamaño entre válvulas y transistores. En la figura 2 observamos un ejemplo típico. Esta diferencia fue creciendo con la evolución de los circuitos integrados, cuya reducción de tamaño se ilustra en la figura 3. En cuanto a los microprocesadores para computación, observamos algunos datos referentes en la Tabla 1. ✪
21 SABER ELECTRONICA Nº 127
M ONTAJES OSCILADORES A CRISTAL:
TRANSMISOR
PARA RADIOCONTROL Uno de los problemas comunes a los transmisores de radiocontrol es la inestabilidad de la frecuencia, debida básicamente a dos factores: la falta de cristal en los controles de la frecuencia y el empleo de una sola etapa en el circuito, que al mismo tiempo que oscila, entrega su señal a una antena. En este artículo damos un proyecto más elaborado de transmisor cuya frecuencia está controlada por cristal y dos etapas de RF.
Por Federico Prado
os cristales de cuarzo empleados en muchos tipos de transmisores para radio control realmente son componentes caros y no muy fáciles de obtener, pero son absolutamente indispensables cuando se desea estabilidad de frecuencia en un circuito. De hecho, estos cristales tienen la propiedad de "oscilar" en una frecuencia única, independientemente de variaciones
L
de diversos tipos que pueden ocurrir en el circuito principal. El uso de un cristal en un circuito oscilador es una garantía de que no se correrá de frecuencia, ni colocará en riesgo la integridad del modelo guiado por radio. Por otro lado, un factor que en muchos circuitos influye en el comportamiento en lo que se refiere a la frecuencia, está dado por la conexión de la antena en
22 SABER ELECTRONICA Nº 127
la propia etapa osciladora. Esto ocurre en circuitos simples en que el mismo transistor es oscilador y etapa final de potencia. El circuito que damos usa dos transistores en lugar de uno en la etapa transmisora, y su frecuencia está controlada por un cristal. Según los componentes, este circuito puede transmitir tanto en 27MHz como en 72MHz con excelente potencia. La señal
TRANSMISOR PARA RADIOCONTROL 1
Salida de RF
2
no es modulada, lo que quiere decir que se trata básicamente de un proyecto monocanal de onda portadora pura (CW), pero el lector habilidoso puede fácilmente agregar una etapa moduladora para este circuito, operando entonces en diversos canales. En la figura 1 tenemos el cir-
cuito oscilador básico controlado por cristal cuya frecuencia depende justamente de este elemento. Si el cristal fuera para la banda de los 27MHz, su conexión será hecha de un modo, o sea, entre el colector y la base del transistor. Si la operación fuera en 72MHz el cristal deberá ser
23 SABER ELECTRONICA Nº 127
conectado de otro modo, o sea, entre la base y el negativo de la alimentación (masa). La señal de la etapa osciladora es enviada a una etapa amplificadora de potencia formada por un transistor, como muestra la figura 2. El acoplamiento de una etapa a otra se hace simplemente por un capacitor, lo que simplifica no sólo el montaje sino que también elimina la necesidad de ajustes. Recordamos que en la mayoría de los circuitos de este tipo, el acoplamiento de una etapa con otra se hace con bobina en circuitos resonantes que precisan ajustes que no siempre son fáciles de hacer, principalmente cuando no se tiene instrumental adecuado. De la etapa amplificadora de potencia la señal se lleva a la antena por un circuito "PI" que permite el máximo rendimiento en su transferencia. Este circuito posee un ajuste que es el único del transmisor, y que se realiza mediante un trimer común. La alimentación del circuito se hace con una tensión de 9V que puede provenir de una batería común. El circuito completo del transmisor es el que aparece en la figura 3, donde tenemos los valores de los componentes. Evidentemente, por tratarse de un circuito algo crítico en vista de su frecuencia de operación, el mejor montaje emplea una placa de circuito impreso. Esta placa aparece en tamaño natural en la figura 4. El lector que lo desee puede usar un soporte para el cristal para facilitar su cambio en caso de necesidad (puede ocurrir que en un lugar existen dos transmi-
TRANSMISOR PARA RADIOCONTROL 3
sores que operan en la misma frecuencia, en cuyo caso uno debe cambiar la misma). En este circuito se deben hacer tres bobinas, siendo 4 esta la parte más crítica del montaje, ya que su precisión es la clave del rendimiento del circuito. L1 tiene aproximadamente 1µH que consite en 8 a 10 espiras de alambre esmaltado 18 ó 20AWG (1,024 ó 0,8118 mm de diámetro) en horma con núcleo de ferrite de aproximadamente 0,5 cm (podemos usar una horma de núcleo ajustable para facilitar un eventual ajuste de frecuencia de esta etapa o rendimiento). L3 tiene las mismas caracterísicas de L1. La bobina 2 está formada por aproximadamente 25 espiras de alambre esmaltado 28 (0,3211 mm) en horma
de 0,5 cm de diámetro con núcleo ajustable de ferrite. Con relación a los demás componentes, tenga en cuenta
24 SABER ELECTRONICA Nº 127
los siguientes consejos: La posición de los transistores debe ser observada y el montador debe ser rápido al soldarlos para que el calor no los afecte. La antena consiste en una varilla de metal de aproximadamente 1 metro si la banda de operación fuera de 27MHz y entre 60 y 70 cm si la banda fuera de los 72MHz. Una antena telescópica común también es adecuada. El trimer C6 es común, de base de porcelana. El interruptor S1 que acciona el transmisor es del tipo de presión, siendo instalado en un lugar accesible de la caja. Una vez montado y revisado, el transmisor puede ser probado. Para este fin el lector precisará un receptor de la frecuencia elegida (de acuerdo con el
TRANSMISOR PARA RADIOCONTROL 5
cristal) o bien de un medidor de intensidad de campo. Este medidor puede ser improvisado con un VU común o con su multímetro, de acuerdo con el circuito mostrado en la figura 5. Con el receptor o con el medidor de intensidad de campo se deben ajustar los núcleos de las
bobinas y el capacitor C6 para obtener la máxima intensidad de señal. Si los ajustes fueran difíciles de encontrar, las bobinas deben ser alteradas en su número de espiras. Las tolerancias de los componentes usados pueden influir en este punto de ajuste aunque no es muy común que ello suceda. En buenas condiciones de funcionamiento, en campo abierto, este transmisor tiene un alcance del orden de 200 metros, siendo por lo tanto útil en el comando de barcos y hasta de aeromodelos. ✪
LISTA DE MATERIALES Q1 - BF494 - transistor de RF Q2 - 2N914 ó 2N2222 - tr. de RF C1 - 47nF - cerámico o de poliéster C2 - 10nF - cerámico C3 - 47pF - cerámico (o trimer) C4 - 47pF - cerámico C5 - 100pF - cerámico C6 - 220pF - trimer común C7 - 27pF - capacitor cerámico R1 - 10k Ω R2 - 4k7 R3 - 100Ω R4 - 470Ω R5 - 4,7Ω L1, L2, L3 - ver texto Varios Placa de circuito impreso, caja para montaje, interruptor de presión, antena telescópica, batería y conector de 9V, cristal para la banda de 27MHz o 72MHz, soporte para el cristal, etc.
M ONTAJES
MEZCLADOR DIGITAL Hi-Fi Aprovechando la teoría que establece que se puede digitalizar una señal siempre que la frecuencia de muestreo sea superior a dos veces la máxima frecuencia a reproducir, implementamos un mezclador digital de dos entradas de excelente calidad que puede emplearse incluso, para obtener efectos especiales en grabaciones de CDs.
Por Horacio D. Vallejo
E
l teorema de Nyquist establece que la frecuencia mínima de muestreo para convertir una señal analógica en digital es el doble de la frecuencia máxima a procesar; así -como la máxima frecuencia de audio es de 20.000Hz- es lógico suponer que la frecuencia mínima de sampler (muestreo) se ubique en los 40kHz. Como ejemplo podemos citar la frecuencia de sampler con que se graba el sonido en los CD
ROM comerciales, la cual es de 44kHz. Para lograr el “muestreo”, se utiliza la condición de manejar un transistor totalmente saturado o hacerlo funcionar al corte para que no disipe energía. En el mezclador que proponemos, las señales de dos entradas son conmutadas alternadamente por circuitos integrados CMOS de manera que aparecen en intervalos cortos de tiempo que no afec-
28 SABER ELECTRONICA Nº 127
tan la forma de onda final. Dependiendo del timpo que permanece cada una de las dos señales, la presencia en la salida del circuito será mayor o menor. Controlando estos tiempos, es posible realizar la mezcla de las señales de una manera interesante, dado que el control no se realiza por el paso de señales a través de un potenciómetro sino sobre ciclos activos de un oscilador independiente.
MEZCLADOR DIGITAL HI-FI 1
El circuito en cuestión trabaja con dos entradas pero, con el uso de un secuenciador, es posible ex-
pandir la cantidad de entradas. Para este mixer “conmutado” se usan componentes comunes, con
2
29 SABER ELECTRONICA Nº 127
la precaución de que el montador debe emplear cables cortos y blindados para que no tengan ruidos que interfieran en su funcionamiento. El diagrama de bloques de la figura 1 nos muestra el funcionamiento de nuestro mezclador. Las señales aplicadas en las entradas del circuito pasan por llaves analógicas digitales CMOS de un circuito integrado 4066. Estas llaves son transistores de efecto de campo que ofrecen una resistencia muy baja a las señales (alrededor de 150Ω), y cuando están abiertas tienen una resistencia de muchos MΩ. Los controles de estas llaves se pueden hacer por osciladores CMOS. Las llaves están unidas de for-
MEZCLADOR DIGITAL HI-FI
ma tal que cuando ingresa la señal del canal E1, la llave S1 está cerrada y S3 abierta, al mismo tiempo S2 está abierta y S4 cerrada, de manera que la entrada E2 pasa a ser un cortocircuito a tierra. De esta manera sólo pasa una pequeña porción de la señal presente en la entrada E1 al amplificador operacional de salida. En el paso siguiente, se debe mostrar la señal E2, para ello, la llave S3 se cierra al mismo tiempo que S4 abre. S1 abre y S2 cierra de manera de cortocircuitar a tierra la señal de E1. Se necesita ser muy rápido para abrir y cerra estas llaves, para recomponer las señales sin distorsión. Como dijimos, se debe emplear una señal muestreadora superior a 40kHz, en nuestro caso, empleamos una frecuencia superior a los 100kHz. Si se tiene un ciclo activo de la
señal mostradora del 90%, para controlar la mezcla de las dos señales, tendremos que pasar el 90% de la señal de E1 al 10% de la señal E2. Este control es realizado por el ciclo activo del oscilador que tiene en ese caso un circuito integrado 4093. Para controlar el ciclo activo hay que establecer diferentes recursos para la corriente de carga y descarga del capacitor que maneja el oscilador. Uniendo dos diodos en oposición, se logra la carga y descarga de C8 según la salida de la puerta NAND osciladora tenga su salida a nivel alto o bajo, conforme con el valor de resistencia que “vea” cada diodo. La resistencia en serie de cada diodo dependerá de la posición del cursor de P1, de forma que se determinará la porción de tiempo que corresponderá a la carga y descarga y se determinará el ciclo activo de este oscilador.
3
30 SABER ELECTRONICA Nº 127
Las puertas del 4093 son utilizadas como inversores, de manera de tener señales en oposición de fase que controlan las llaves 4066. Una vez obtenida la mezcla de señales, debemos amplificarla para obtener una ecualización adecuada para que pueda aplicarse a alguna etapa de potencia. Si se quiere emplear un amplificador operacional 741 como seguidor de tensión, no hay ganancia de tensión pero sí de potencia, porque la impedancia de entrada es mucho más alta que la de salida. Si la ganancia del circuito no es suficiente para excitar el amplificador, se puede quitar la unión directa entre las patas 2 y 6 del operacional y poner un resistor de 100kΩ a 1 MΩ de manera de obtener una ganacia mayor. El capacitor C6 se coloca para evitar interferencias de RF.
MEZCLADOR DIGITAL HI-FI
En la figura 2 se ha dibujado el circuito eléctrico completo y en la figura 3 se da el diagrama de circuito impreso. La fuente de alimentación tiene que ser libre de zumbidos y regulada con una tensión de 6 a 12 V. Como el consumo es muy bajo (menos de 10mA), se puede usar un 7812 sin inconvenientes y no hace falta usar radiador de calor. El circuito trabaja con señales de pequeña intensidad, máximo de 1 a 2Vpp, no se deberá unir la salida de fuentes intensas de señales que pueden sobrecargarse. Uniendo fuentes de señales como micrófonos, reproductores de CDs, etc, a las entradas del aparato e instalando la salida en un amplificador de audio común, al alimentar el circuito, tendremos una mezcla de alta fidelidad de dos señales.
El volumen final es regulado por un control de volumen del amplificador que trabaja sobre el potenciómetro P1. La señal pasará de un canal a otro en forma suave. Si la frecuencia de operación es muy baja, con lo cual aparecerá una pequeña oscilación en la señal mezclada, debe alterar C8, reducirlo a 470 nF. Si la frecuencia fuera muy alta, se producirían oscilaciones o inestabilidades, por lo cual, hay que aumentar el mismo capacitor. Si se producen ruidos en la señal debe alterar el C6, que aumentará su valor. Si se notan ronquidos en la señal, verifique el blindaje de los cables del audio e incluso puede poner un capacitor de 1000µF entre el positivo de la alimentación y tierra del aparato. ✪
31 SABER ELECTRONICA Nº 127
LISTA DE MATERIALES CI1 - 4046 - Lllaves digitales CMOS CI2 - 741- Amp. operacional C3-4093B - Integrado CMOS D1, D2 - 1N4148 - Diodos de silicio de uso gral. R1,R2,R7 - 100kΩ R3,R4,R5,R6,R9,R10 - 22kΩ R8 - 10kΩ R11 - 4,7kΩ P1 - 100kΩ - Potenciómetro lineal C1,C2,C3,C4 - 220nF - Cerámicos o poliéster C5 - 4,7nF - Cerámico C6,C8 - 1nF - Cerámico C9 - 10uF/16V - Electrolítico Varios Placa de circuito impreso, zócalos para los circuitos integrados, conectores de entrada y salida, fuente de alimentación, caja para montaje, perilla para el potenciómetro, cables, etc.
M ONTAJES
AMPLIFICADOR
DE 20W Hemos recibido muchas cartas de nuestros lectores, quienes nos dicen que varios de los circuitos de amplificadores, construidos en base a circuitos integrados poseen poca fidelidad. En esta nota, explicamos por qué, pese a la alinealidad de los semiconductores, se pueden construir amplificadores de potencia con pocos componentes, y damos el circuito de un equipo de 20W con dos transistores de potencia.
Por Horacio D. Vallejop
En las cartas llegadas continún las discusiones sobre los diodos y transistores y sus diferentes usos especialmente en la amplificación de señales. Hay excepciones, cuando se utilizan estos componentes en la parte lineal de sus curvas características. Se discute la utilidad de los diodos y de los rectificadores, no solo por su alinealidad sino por su rapidez en la respuesta, es decir, los cambios de dirección
no son repentinos ni súbitos sino graduales y dependen del material, de la polaridad y la tensión aplicada. Si se diseña un circuito de audio, se debe tener presente que la frecuencia máxima con la que vamos a operar es de 20kHz, con lo cual cualquier diodo o semiconductor en general no debería tener problemas. Sin embargo, muchas veces, un error en el cálculo de la polarización (especialmente en etapas de audio de
32 SABER ELECTRONICA Nº 127
potencia), suelen arrastrar distorsiones y problemas en el rendimiento que pueden hacer peligrar la vida de los transistores de salida. Para certificar que es posible construir amplificadores de 20W o más con muy pocos componentes, el fabricante de los transistores monolíticos TO-220 (monolíticos Darlington), da el circuito de aplicación de la figura 1, al que le hemos cambiado algunos valores y adaptado convenientemente
AMPLIFICADOR DE 20W
para que su calidad sea más que aceptable. La frecuencia a la que responde este amplificador es de alrededor de ±1dB desde 30 HZ hasta 200kHZ con una distorsión armónica típica de 0.2%. El transistor 2N5961 es necesario para proveer una ganancia en el manejo de la tensión de los transitores Darlington (que corresponde a lo que hablábamos de la polarización de los transistores de salida). La señal de salida posee una ganancia en 1,2V, lo que proporciona una potencia de 20W sobre una carga de 8Ω. La resistencia de salida es de alredeodor de 10kΩ. ✪
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LISTA DE MATERIALES CI1 - SE9301 - Transistor Darlington (TIP127). CI2 - 1N4148 - Transistor Darlington (TIP128) Q1 - 2N5961 - Transistor D1, D2, D3 - 1N4148 R1 - 1kΩ R2 - 4k7 R3 - 150kΩ - Potenciómetro R4 - 120kΩ R5 - 10kΩ R6- 15kΩ R7 - 47Ω R8 - 150Ω C1, C2, C3 - 10µF x 50V Electrolíticos. C4 - 220µF x 50V - Elec. C5 - 2200µF x 50V - Elec. Varios Fuente de alimentación, placa de circuito impreso, estaño, parlante, etc.
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CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR
CURSO DE TV COLOR
EL FLY-BACK EN SUS DIFERENTES VERSIONES Capítulo 19 ING. ALBERTO H. PICERNO Ing. en Electrónica UTN - Miembro del cuerpo docente de APAE E-mail
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EN LA ENTREGA ANTERIOR EXPLICAMOS EL FUNCIONAMIENTO DE LA ETAPA DE SALIDA HORIZONTAL HASTA LLEGAR A UN CIRCUITO REAL DE USO PRACTICAMENTE UNIVERSAL EN LA ACTUALIDAD. EN ESTA ENTREGA, DESCRIBIENDO CON MAS EXACTITUD EL FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR DE SALIDA O FLY -BACK EN SUS DIFERENTES VERSIONES, COMPLETAREMOS LA EXPLICACION DE LA ETAPA DE SALIDA.
19.1 INTRODUCCION
19.2 CARACTERISTICAS DEL PRIMARIO
El primario del fly-back cumple con la función indicada en la entrega anterior. Pero ésa es sólo una de las funciones del mismo. Es conveniente al estudiar el fly-back, dividirlo en tres partes, que llamaremos primario, secundario y terciario. El primario conectado entre la fuente de tensión regulada (en general en el orden de los 120V en un TV color) y el colector del transistor de salida, es el que provee energía al fly-back. Los secundarios se encargan de generar las bajas tensiones del orden de los 12 y 24V que alimentan al resto del TV. El terciario se encarga de generar la alta tensión para el ánodo final del tubo y la media tensión para el electrodo de foco. Realmente parecería que la función del flyback es extremadamente simple para considerarla especialmente, pero son tan particulares sus características que este componente es el punto crítico de la mayoría de los TVs actuales y antiguos. Además la tecnología de este componente es una de las que más cambios sufrió desde los comienzos de los TV valvulares a la fecha.
El primario del fly-back debe operar prácticamente como un inductor ideal de inductancia infinita. En efecto, de la teoría se deduce que su función es acoplar la corriente continua de la fuente de salida horizontal al capacitor de acoplamiento del yugo, y queda claro que su inductancia debe ser 4 ó 5 veces mayor que la del yugo para que no se incremente la corriente de colector del transistor de salida horizontal. Por otro lado, el primario debe soportar una corriente media importante (del orden de los 0,8 ampere) y esto junto a la frecuencia de trabajo elevada (unos 50kHz y sus armónicos) hace que el núcleo tenga una forma característica en doble C con un entrehierro importante, del orden de los 0,10 a 0,20 mm. Por lo general, el primario ocupa la parte del carretel más cercana al núcleo y está formado por unas pocas vueltas de alambre grueso, que debe soportar una elevada tensión de trabajo, desde unos 250V en los TV transistorizados de B y N hasta 1200V en los TV Color de pantalla amplia.
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19.3 LOS BOBINADOS SECUNDARIOS Los bobinados secundarios generan las bajas tensiones necesarias para alimentar todas las etapas del TV. En general los TV modernos se alimentan con fuentes de 24V (salida vertical), 12V (sintonizados FI, procesadores de LUMA CROMA, etc.) y 5V (todas las secciones digitales). Los consumos no son nada despreciables; en los tres casos están en el orden del Amper. Como la forma de señal del primario no es simétrica es posible elegir la fase del secundario. Ver figura 19.3.1. La elección de la fase es importante para el
establecimiento de los parámetros del circuito. Si consideramos que la corriente consumida por la carga es, por ejemplo, de 1 Amp. al usar la fase 1 donde la corriente por el diodo sólo dura el 20% del tiempo se obtienen corrientes de pico de 4A para lograr el equilibrio energético. Ver figura 19.3.2. Las solicitaciones del diodo D1 son exageradas si consideramos la frecuencia de trabajo del sistema de 15625Hz, que si bien no es exageradamente alta puede producir problemas de conmutación. El lector conoce, por supuesto, el funcionamiento de un diodo ideal. Cuando a un diodo ideal se le invierte la tensión aplicada de inmediato cesa la circulación de corriente. En cambio, en un diodo real, al invertir la tensión abruptamente se produce una circulación de corriente inversa debido a los efectos capacitivos del diodo; consecuencia de la velocidad finita de recombinación de portadores en un semiconductor. Un diodo tiene diversos parámetros: corriente de pico repetitiva, tensión inversa máxima y otros correspondientes a las condiciones de CC pero también posee parámetros relacionados con su uso de alta frecuencia que son los tiempos de conmutación. En síntesis, luego de invertir la tensión aplicada, el diodo sigue cerrado durante un período que depende del tiempo de conmutación del mismo. Ver figura 19.3.3. El rendimiento de este simple circuito rectificador es función de la relación entre la corriente directa y la inversa tanto, en lo que respecta al valor de pico como al tiempo en que cada una está presente. Más sencillamente depende del valor medio de la corriente directa e inversa, ya que mientras una carga al capacitor, la otra lo descarga. Esto significa que a medida que aumenta la frecuencia (para un cierto diodo) se reduce la tensión de salida llegando inclusive a desaparecer y todo ello debido a que el tiempo de apagado es fijo y cuando mayor es la frecuencia más
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influye en el período en el que realmente el diodo está abierto. Por supuesto que en la actualidad existe una gran variedad de diodos rectificadores que ma-
nejan frecuencias de hasta algunos MHz. En nuestro caso la frecuencia de repetición de la señal de retrazado es de 15.625Hz que ya es suficientemente alta como para requerir diodos especiales. Si al reparar un TV se conecta un diodo de los llamados lentos (destinados a rectificadores de red tal como el 1N4002) en lugar de un diodo rápido, se comete un grave error que trae como consecuencia una reducción de la tensión secundaria rectificada, un calentamiento del diodo por la pérdida de rendimiento y posiblemente un mal funcionamiento de toda la etapa de salida horizontal. Aunque parezca extraño colocar un diodo ultra rápido (SCHOTTKY) también produce inconvenientes. Ocurre que la corriente al cortarse muy rápidamente produce ondas electromagnéticas que son irradiadas por el diodo y el circuito impreso asociado. Por este motivo los diodos utilizados en el secundario del fly-back pertenecen a una categoría especial denominada SOFT RECOVERY (la traducción literal sería “recuperación suave”) en tanto que los utilizados, por ejemplo, en las fuentes pulsadas de alta frecuencia se llaman de FAST RECOVERY (recuperación rápida). A pesar de utilizar los diodos adecuados, la irradiación de los mismos en el momento del apagado sigue existiendo y se materializa en forma de una línea de ruido vertical, cuya presencia suele pasar inadvertida cuando se produce durante el retrazado horizontal, en tanto que suele ser visible cuando ocurre por irradiación del diodo recuperador (esta línea es más notable cuando menor es la señal de antena). Ver figura 19.3.4. Sin embargo, sin ser visibles, la irradiación de los diodos del secundario puede producir inestabilidad del sincronismo horizontal y, por lo tanto, se agregan capacitores y resistores cuya función es confinar la circulación de corriente de alta frecuencia al propio diodo y evitar la irradiación por el circuito impreso. Ver figura 19.3.5. Si bien la orientación del diodo determina siempre la polaridad de la tensión de salida, el sentido del bobinado secundario determina que el diodo esté conduciendo durante el trazado o durante el retrazado. Ver figura
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19.3.6. La segunda versión es la más utilizada, porque en ella es menos importante el tiempo de apagado o recuperación debido al mayor tiempo de circulación de la corriente directa. Sin embargo el diodo es sometido a una tensión inversa mayor (5 veces la tensión rectificada) que complica el uso de esta disposición cuando se deben rectificar tensiones elevadas (por ejemplo la tensión de fuente de la salida de video).
19.4 LA GENERACION DE ALTA TENSION Quizás, uno de los componentes que más cambios sufrió desde los TVs transistorizados
hasta la época actual, es el fly-back sobre todo en su sección generadora de alta tensión. Didácticamente es conveniente analizar el funcionamiento siguiendo las transformaciones históricas. Los primeros fly-back construidos con aislación de papel tienen una estructura similar a un transformador de poder salvo por un hecho: en él deben considerarse las elevadas tensiones del terciario y la alta frecuencia del primario. Las tensiones que debe proveer un fly-back dependen del modelo de TV considerado. En la figura 19.4.1 indicamos los valores aproximados de estas tensiones ya que, por supuesto, su valor exacto cambia con cada marca y modelo de TV. La alta frecuencia del primario involucra un elevado valor de tensión por espira. Esto obliga a realizar el bobinado de alta tensión con una disposición a espiras juntas que forman capas que se aíslan con papel o plástico. Ver figura 19.4.2. En la práctica, cuando se construye un transformador de estas características, ocurre que la capacidad distribuida del terciario y su inductancia de dispersión (inductancia del terciario con el primario en cortocircuito) generan una frecuencia de oscilación propia. Como sabemos el circuito de salida horizontal basa su funcionamiento en un hecho que debe cumplirse indefectiblemente: el diodo recuperador debe cerrarse en cuanto la tensión de colector intente superar los -0,6V y recuperar la energía magnética acumulada en el yugo (con el fly-back en paralelo). El agregado del terciario con su propia frecuencia de oscilación genera importantes corrientes expúreas en el circuito. Ver figura 19.4.3. En este circuito existen dos pulsaciones características. La principal debido a L1 (yugo+primario del fly-back) y C1 (capacitor de retrazado) y la correspondiente al terciario representado por L2 y C2. En principio la oscilación de L2 C2 sólo afecta el circuito durante el retrazado, en tanto que la impedancia de la llave TR+D y la fuente de alimentación sean nulas. Como esto no ocurre, en la realidad el trazado se ve afectado por la modulación de tensión de la fuente y la caída en la llave, esto producirá un efecto que se llama modulación de velocidad del haz. Ver figura 19.4.4.
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negro se utilizaba siempre sintonía de tercera armónica que produce una tensión de retrazado, característica que se puede observar en la figura 19.4.5. En estos casos, el bobinado de alta tensión se completaba con un diodo rectificador consistente en una serie de alrededor de 100 diodos del tipo silicon montados en un tubo de un material cerámico con un casquillo metálico en cada punta. Ver figura 19.4.6. El capacitor de alta tensión no existe como componente individual sino que forma parte del tubo. El ánodo final del tubo se continúa en una pintura metálica que recubre el interior de la campana de vidrio. La misma campana de vidrio está pintada externamente con una pintura de carbón que se conecta a masa con una malla metálica. Ver figura 19.4.7. Existen dos maneras de evitar la modulación de velocidad llamadas sistema por sintonía de tercera o quinta armónica y sistema asincrónico. Para el tipo de construcción indicada hasta aquí se impone el uso de la sintonía de tercera armónica. En los sistema sintonizados se trata de ajustar la frecuencia de oscilación del terciario de manera tal que al cerrarse la llave no exista energía acumulada en el mismo. Esta sintonía se consigue al variar la capacidad distribuida del terciario por variación de la cantidad de espiras por capa. En los televisores de blanco y
19.5 EL TRIPLICADOR En los TVs color se debe generar una AT del orden de los 25kV o más y entonces el simple expediente de utilizar un rectificador serie no es suficiente ya que sería imposible diseñar un terciario con una tensión pico tan alta. Por otro lado la tensión de primario es del orden de los 900 V en lugar de los 250V típicos de un B y N de 17’’. Todo esto contribuye a que el generador de AT de los TV color difiera grandemente de aquel destinado a los B y N. También es importante considerar aquí otra característica de los TV color y es el hecho de necesitar una tensión de foco elevada del orden del 20% al 30% de la AT (los tubos antiguos llamados de foco bajo requieren el 20%, los más modernos o de foco alto el 30%). Históricamente los triplicadores eran un componente individual que se colocaba en las cercanías del fly-back y se conectaban al terciario del mismo. Como su nombre lo indica, tienen la capacidad de elevar la tensión del fly-back al utilizar diodos y capacitores. Su principio de funcionamiento se basa en el doblador de ten-
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sión, por lo tanto, es momento de estudiar este circuito. El rectificador más comúnmente utilizado en electrónica es el rectificador serie que ilustramos en la figura 19.5.1 junto con las formas de ondas asociadas a un fly-back (no consideramos la distorsión de sintonía por comodidad de dibujo). El lector pensará que siendo éste un circuito tan conocido, no tiene mayor sentido estudiarlo. Sin embargo a pesar de su sencillez tiene carac-
terísticas que deben ser analizadas. Como primera medida, cuando se le pregunta a un alumno ¿cuándo conduce el diodo?, siempre contesta: durante el semiciclo positivo de V1 y eso no es totalmente cierto. La respuesta correcta es cuando D1 tiene la polaridad correcta para conducir y eso ocurre sólo en una pequeña parte del semiciclo positivo; dependerá de los valores de C1 y de la carga. Ocurre que el primer semiciclo carga a pico al capacitor C1 pero luego en el resto del período C1 se descarga sobre RL. Por lo tanto, cuando llega el siguiente pulso positivo C1 conserva una buena parte de la tensión de carga inicial y la conducción comienza sólo un poco antes del máximo. Apenas el capacitor se carga a pico la tensión V1 comienza a reducirse y el diodo queda en inversa dejando de conducir. Por lo tanto sólo conduce un pequeño tiempo coincidente con el semiciclo positivo pero mucho más corto que él. Si el lector cree que ya domina el funcionamiento del circuito, le vamos a agregar un capacitor y le vamos a preguntar si cree que el capacitor agregado modifica la tensión de salida V2. Ver figura 19.5.2. En principio parecería que el agregado es
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inocuo, ya que el transformador entrega CA y el capacitor la acopla al diodo. Sin embargo le aseguramos que la tensión V2 será nula y lo vamos a demostrar por el absurdo. Si V2 existe significa que por RL circula una corriente continua IL; esta corriente tiene que cerrar el circuito por algún lado. Es evidente que no puede ser por C2. Tampoco por el circuito serie L2, C1 y D1 ya que C1 no le permite el pasaje de CC. Por lo tanto, si la corriente continua no puede circular, sobre RL no podemos tener tensión. Cuando desconectamos C1 todo vuelve a la normalidad, ya que la corriente continua circula por D1 vía el secundario del transformador L2. Pero ¿qué ocurre si un circuito presenta una salida capacitiva y es necesario rectificarla? En este caso se recurre al rectificador paralelo que se observa en la figura 19.5.3. El diodo D1 no permite que la tensión alterna sobre él pase a valores negativos. Con estos valores él conduce y carga al capacitor C1 con una tensión continua que levanta todo el oscilograma V2 por encima del eje cero. Luego la red de filtrado R1C2 permite recuperar el valor medio de la tensión V2 que es igual a la tensión de carga de C1. Queda claro que este circuito no rectifica el valor de pico de V1. Por otro lado, la corriente continua de la carga circula por D1 y R1 sin inconvenientes. Una modificación del rectificador paralelo nos permite aplicar a la carga una tensión igual al valor pico a pico de V1. Todo consiste en reemplazar R1 por un diodo tal como se observa en la figura 19.5.4. D2 y C2 forman un rectificador serie que rectifican el pico de V2 y cargan a C2 con el valor pico a pico de V1. Este circuito se llama doblador de tensión aunque en el caso que
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nos ocupa dada la asimetría de la CA no llega a duplicar el valor que obtendríamos con un rectificador serie. El nombre se deriva del caso más común en donde se trabaja con formas de onda
senoidales (y por lo tanto simétricas). Lo más interesante del doblador es que permite conectar otro par de diodos con el fin de elevar aun más la tensión de salida. Ver figura 19.5.5. Simplemente, D1 y D2 con C1 cargan a C2 con el valor pico a pico de V1. Luego D3 y D4 cargan el capacitor C4 con el mismo valor pico a pico de V1, pero como todo este circuito agregado está referido a la tensión C2, sobre la serie de C2 y C4 obtenemos el doble de la tensión de pico a pico de V1. Antes de continuar debemos aclarar un problema con respecto a los nombres de los circuitos. Al dispositivo utilizado en los TV color se lo llama triplicador porque triplica el valor pico a pico de la tensión del fly-back. Al dispositivo mostrado en la figura 19.5.5 se lo llama duplicador porque duplica la tensión pico a pico del fly-back, en tanto que al circuito de la figura 19.5.4 se lo llama detector de pico a pico aunque su nombre más común es el de doblador de tensión, cuando se usa en circuitos de fuente de alimentación de 50/60Hz. El circuito interno de un triplicador comercial puede observarse en la figura 19.5.6 y no es más que el agregado de una nueva celda al conocido circuito duplicador y una modificación en la manera de dibujarlo. La tensión de foco de un TV color, debe ser ajustada con precisión y esto acarrea diferentes versiones de triplicadores, que incluyen resistores especiales para alta tensión. Como la salida de AT debe ser de 27KV aproximadamente, el fly-back entrega una tensión pap de 9 KV y en la primera celda se obtiene una tensión continua de 9KV (el 30% de la AT) que debidamente atenuada se utiliza para el control de foco de los tubos de foco bajo. Ver figura 19.5.7. Para los tubos de foco alto, la tensión de salida debe variar en el orden de los 9KV y entonces se recurre que una red resistiva más compleja conectada sobre la salida. Ver figura 19.5.8. En la siguiente entrega explicaremos la construcción de los flybacks más modernos con triplicador incluido y analizaremos un circuito completo de salida horizontal con y sin triplicador. ✪
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MEMORIA DE REPARACION SOLUCION DE FALLAS EN TV COLOR ING. HORACIO D. VALLEJO Ing. en Electrónica UTN - Máster en Comunicaciones E-mail
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http://www.quark.com.br/argentina
COMENZAMOS CON ESTE AR TICULO CON LA DESCRIPCION DE FALLAS COMUNES EN RECEPTORES DE TV, EQUIPOS DE AUDIO, REPRODUCTORES DE CD, ETC. QUE INCLUYEN LOS METODOS EMPLEADOS PARA SU REPARACION. SOLO SE DESCRIBEN DESPERFECTOS REALES EN EQUIPOS COMERCIALES.
1) Receptor: Philips, chasis NCF Defecto: No tiene sincronismo Procedimiento: Se midieron todas las tensiones de CI del sincronismo- IC875, TODA 2577 A. Se notaban tensiones correctas, y después de algunos minutos, las mismas variaban completamente y se comprobaba que la fuente entregaba tensiones normales. Luego de varios testeos se verificó que había un capacitor de cerámica que estaba en corto, (C876 de 100pF), se cambió el capacitor del aparato y se terminó el problema (figura 11).
sistor Q450 encontrándose la misma tensión de +B1 (110 V) por lo cual el transistor estaba cortado sin conducir señal de 16.625Hz generada por el circuito integrado IC401. Se midieron las tensiones de los terminales del IC401. En la pata 15 habían 4,3V, en lugar de los 12,3V que deberían existir. Se constató que el capacitor electrolítico C406 de 100µF no tenía fugas, separando el resistor R410 de 6k8 del circuito y midiendo su valor óhmico, se encontró que estaba abierto (más de 50kΩ). Se cambió el resistor por otro con una resistencia adecuada (6k8) y todo volvió al buen fun-
2) Receptor: SANYO, chasis CTP 162 Defecto: No funciona Procedimiento: Luego de ver los primeros inconvenientes, verifiqué que la fuente estaba trabajando normalmente, las tensiones de +B1 (110 V) y +B2 (10V) eran generadas en forma adecuada, según el circuito eléctrico. Se hicieron mediciones de tensiones del colector del tran-
Figura 1
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IC875 TDA2577A
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perfecto, se cargó el +B con una resistencia de 180Ω, comprobándose que luego de unos minutos el fusible se quemó, lo que permitió comprobar que la protección funcionaba bien, por lo tanto, se dio por reparado el TV, sin conocer a ciencia cierta la causa de la destrucción de R701. (Vea la figura 3)
Figura 2
Figura 3
cionamiento (figura 2) y se dio por concluida la tarea de reparación 3) Receptor: Telefunken, modelo 3631 Defecto: No funciona Procedimiento: Como siempre en estos casos, se comenzó verificándo la fuente de alimentación, comprobando que no había tensión alguna. Se miró en principio el fusible (FU701) y no se hallaron defectos, luego se revisó la R70 y se comprobó que estaba abierto, por esto se cambió el resistor de la TV y funcionó perfectamente (figura 3). Cabe aclarar que no había indicio visual acerca de que el componente defectuoso era realmente el resistor mencionado, a diferencia de lo que me ha ocurrido con otros aparatos con similares defectos. Para corroborar la causa que produjo el des-
4) Receptor: First Line, modelo 1450 Defecto: No funciona Procedimiento: En el “micro” TMP47C634AN-R527, se verificaron los +5V en el pin 42. Se observó con el osciloscopio el RESET en la pata 33. Se midió la tensión en la pata 39, y se verificó 0V en “ON”. Cuando se efectuaron las mediciones, se prendió el TV apretando la tecla POWER y se verificó si el pin 22 responde a un “1” lógico que, por medio de R717 de 10kΩ, excita la base del transistor Q702. Dicho Q constituye la llave de “relay”, si se satura el transistor, el “relay” no se activará. Se comprobó que todo el proceso se cumplía a la perfección Prosiguiendo con la búsqueda se verificó que R720 de 680Ω, estaba abierto. 5) Receptor: Telefunken, chasis 802 Defecto: Oscilación en el tubo. Procedimiento: Como se trataba de una falla atípica, supuse que el defecto podía estar en algún capacitor del oscilador horizontal. Con la ayuda del osciloscopio se midieron las señales de los transistores de salida: T24 a T27, BUZ 73 A. Al medir el T25 se comprobó que la señal estaba distinta al resto. Con un téster normal se midieron las tensio-
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tor original comprobándose que el TV funcionaba corr ectamente. Deducimos que la falla era una mala soldadura del componente sospechoso. En este relato se cometieron dos errores de suposición, en primer lugar, creímos que el problema era causado por un capacitor con fugas, por otro lado dudamos de un componente cuando en realiFigura 4 dad la falla era causada por una soldadura. La reparación nos deja una enseñanza muy importante: aun descubriendo el defecto, antes de reemplazar un componente, debemos agotar todas las instancias que certifiquen que el mismo está en malas condiciones (figura 4).
Figura 5
Capacitor en mal estado nes y se verificó que eran correctas. Para llegar a la escala de resistencia medí R79 de 0,56Ω x 5W (de alambre), y marcaba el multímetro 0,82Ω. Si bien el valor estaba bastante próximo, se decidió cambiarlo y se verificó que el problema quedaba subsanado. Se volvió a colocar el resis-
6) Receptor: Toshiba, Modelo TS-165 Defecto: Con sonido, sin imagen Procedimiento: Se conectó el aparato y se verificó que el sonido era normal, pero la imagen estaba totalmente oscura. Se verificaron las tensiones del TRC, comprobando la existencia de alta tensión. En cuantro a la polarización del TRC, la tensión de screen era muy baja (menos de 50V). Como no hay muchos componentes que revisar, se levantó C902 y se comprobó que la pantalla se iluminaba normalmente. Al medir el capacitor, su resistencia no era nula, todo parecía normal, es decir no había cortocircuito y a simple vista, el componente no parecía en mal estado, sin embargo, su capacidad había aumentado notablemente, defecto que jamás había visto. Se cambió el capacitor y todo volvió a la normalidad (figura 5). 7) Receptor: Toshiba, Modelo TS-148 Defecto: Imagen con ondulación
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Figura 6
Figura 8
Figura 7
Procedimiento: Para solucionar este desperfecto en cualquier televisor, no debemos hacernos muchos problemas, dado que la ondulación de la imagen es causada por la deficiencia del filtrado de la tensión de la fuente de alimentación. El filtro de la fuente es el capacitor C810 (240µF x 400 V). Se lo retiró para testearlo y se verificó que estaba “vacío” (sin capacidad), se lo cambió y la imagen volvió a la normalidad (figura 6). Cabe aclarar que suele ser una falla normal en televisrores de “origen dudoso” que emplean capacitores viejos durante el montaje. 8) Receptor: Philco, modelo TV280 Defecto: Sin brillo y volumen escaso Procedimiento: Se verificó de inmediato la falta de tensión en los pines 2, 6 y 11 (cátodos) del TRC. Consultado el circuito eléctrico, se dedujo que la tensión partía del colector de T416. Se testearon los componentes que estaban unidos al colector y se encontró el R471 abierto; al cambiar el resistor, el brillo y el volumen volvieron a la normalidad ya que el resistor se alimenta por el T405 a tavés del trimpot que ajusta el volumen (figura 7). 9) Receptor: Philco, modelo TVC1601 Defecto: No funciona Procedimiento: Al encender el aparato, se escuchaba un sonido agudo muy tenue, producido por el fly-back que estaba oscilando a una frecuencia diferente a la normal de operación. Como es de suponer, se verificó el estado de la fuente de alimentación y se notó que no había tensión B3 de 118 V. Se desconectó la carga de la fuente, para comprobar que todo estaba normal, es decir: que funcionaba correctamente. Por lo tanto, se revisaron los componentes unidos al transfor mador T1901, sin notar algo extraño, se dedujo que el problema estaba en el transformador. Se lo cambió y el televisor comenzó a funcionar correctamente. Nota: Para saber si debemos proseguir con este tipo de relatos, háganoslo saber por carta y realice las sugerencias que crea convenientes. ✪
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M ONTAJES REPARADOR DE PC
PROBADOR DE
ENLACE RS232 Prosiguiendo con la descripción de circuitos útiles para la reparación de computadoras, presentamos el circuito de un probador de enlace para “cables” usados como conexión de equipos periféricos, que trabajan con conectores RS232. Se supone que el lector posee conocimientos
Por Horacio D. Vallejo
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ebido al pedido realizado por muchos lectores, incrementamos la cantidad de artículos que tienen que ver con la “electrónica de las computadoras”. En este caso, proponemos el armado de un sencillo probador de enlace RS232, dado que el “testeo” con un multímetro puede hacerse engorroso, especialmente cuando se está trabajando en el domicilio de un propietario
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PROBADOR DE ENLACE RS232
que desea tener su computadora en funcionamiento lo antes posible. Sin ir más lejos, hace unos meses he necsitado testear activamente las entradas y salidas de una linea RS-232 del cable de mi computadora, y me encontré con el inconveniente de tener que hacer la mediciópn conun multímetro, lo cual me resultó engorroso. Se me ocurrió entonces, experimentar con circuitos de aplicación del integrado LM339, construyendo amplificadores que puedan “colgarse” sobre los cables de un conector RS232 para realizar las pruebas. En la figura 1 se da el primer circuito construído de forma tal que R1, R4 y R5 dan los niveles de tensión de referencia, de modo que un “0” en la entrada (proveniente de un cable RS232) no haga encender el led, mientras que un “1” pueda provocar su encendido. Tenga en cuenta que Ud. debe saber programar la computadora para que en el conector aparezca un “0” o un “1” en un pin determinado del conector bajo prueba. Escogimos el LM339 porque posee las salidas en colector abierto, lo que facilita la lectura de los niveles establecidos para los conectores bajo norma RS232. Sin embargo, este circuito es muy susceptible a los cambios de tensión por lo cual, el operador
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PROBADOR DE ENLACE RS232
debe estar muy seguro de lo que está midiendo. El circuito de la figura 2 tiene incorporaciones que modifican los niveles de “cambio de tensión” en el integrado, con una caída en el diodo 1N4001 que establece el umbral de tensión. Ahora son dos amplificadores los que establecen la referencia. Cuando realicé las pruebas con este segundo circuito, obtuve resultados satisfactorios, aun sin desconectar el periférico (desarmé el conector para tener acceso a los terminales), lo que me permitió realizar una medición activa con buenos resultados. Reiteramos que este circuito está destinado a los reparadores de PC que poseen conocimiento sobre el funcionamiento de estos equipos.
En la figura 3 se da el circuioto impreso del probador completo de la figura 2, en la cual no están incluídos ni R8 ni D2, dado que en realidad el LM339 puede alimentarse con una fuente externa de 9V. Si bien el circuito de la figura 1 es inestable frente a cambios de tensión, en la figura 4 damos el esquema de circuito impreso para quienes deseen experimentarlo. Para terminar, cabe aclarar que hemos experimentado con varios amplificadores operacionales y todos ellos arrojaron buenos resultados, sin embargo, notamos que el LM324 se “quemaba” cuando “chasqueábamos” con la punta de prueba una pata del conector RS232. Por lo demás, el montaje no reviste consideraciones especiales. ✪
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LISTA DE MATERIALES IC1 - LM339 - Cuádruple amplificador operacional con salidas en colector abierto. D1 - 1N4001 - Diodo rectificador D2 - Zener de 9,1V x 1W Led1 - Led rojo de 5 mm R1 - 10kΩ R2 - 56kΩ R3 - 10kΩ R4 - 39kΩ R5 - 39kΩ R6 - 39kΩ R7 - 1kΩ R8 - 680Ω Varios Placa de circuito impreso, caja para montaje, puntas para pruebas, fuente de alimentación, zócalo para el integrado, etc.
M ONTAJES
CONTROLADOR OPTICO
MULTIFUNCION Algunas veces no es posible intercruzar por medio de cables una fuente de señales de baja frecuencia, proveniente de un amplificador o un equipo en el que se reproducen las señales de una fuente determinada. Para solucionar este inconveniente, proponemos el armado de este controlador óptico multifunción que puede ser utilizado incluso, para transmitir una información de audio a corta distancia sin necesidad de cables.
Por Horacio D. Vallejo
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uede ocurrir que la señal de fuente de una señal de audio esté del lado de una calle y el amplificador o cualquier otro medio de reproducción estuviera en cualquier otro sitio. Con este montaje solucionaremos el inconveniente de pasar un cable con el empleo de un controlador óptico simple. Habrá que modular un con-
junto de LEDs infrarrojos con la señal a tratar de modo de recibir luz modulada del otro lado de la calle por ejemplo, luego, el receptor la convierte en información de audio para ser aplicada al amplificador. Sin embargo, éste no es el único uso, ya que el circuito se puede emplear para comandar la apertura de un portón, transmitir datos a baja velocidad, controlar un proceso industrial, etc.
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Se logra transmitir las señales a algunos metros de distancia, y con el empleo de lentes convergentes delaante de LEDs del emisor, el alcance aunmenta considerablemente. Se podría poner un sensor ocular de un telescopio, con lo cual tendríamos un alcance de más de 1 km. El transmisor y el receptor emplean transistores de efecto de
CONTROLADOR OPTICO MULTIFUNCION 1
campo de potencia ya que sus costos son cada vez más bajos y son fáciles de conseguir. El transistor FET de potencia del transmisor excita una batería de 4 LEDs, que emiten luz visible e infrarroja en el momento en que parte la señal de audio, que se obtiene de un micrófono o de cualquier otra fuente de señal. La polarización del FET es ajus2
tada con P1, para que la corriente sea tal que permita que la señal modulante no sature ni ponga el semiconductor en corte. El ajuste se puede efectuar de manera auditiva o también con un osciloscopio. El transistor Q2 trabaja como una fuente de corriente polarizando el transistor de efecto de campo de forma tal que obtenga 4
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la mayor linealidad con las dos señales de audio. Prácticamente el receptor tiene la misma configuración con la salvedad de que la señal al ser amplificada se obtiene de un fotodiodo o de un fototransistor. Se ajusta la polarización del FET por intermedio de un trimpot (se utiliza un osciloscopio). Una forma casera consiste en realizar el ajuste a oído para obtener una señal de salida con muy poca distorsión. La salida se obtiene de la pata de drenaje del transistor y es aplicada directamente a la entrada de cualquier amplificador de audio. Los dos circuitos son alimentados con tensiones de 6 a 12V, aunque en el caso del transmisor se puede emplear una tensión de hasta 18V, de modo de tener un mayor alcance. En la figura 1 se da el diagrama del transmisor, en la figura 2 su correspondiente circuito impreso, en la figura 3 se reproduce
CONTROLADOR OPTICO MULTIFUNCION
el esquema eléctrico 3 del receptor y en la figura 4 se da la placa de circuito impreso que le corresponde. Se pueden poner equivalentes en los transistores de efecto de campo de potencia y no es necesario que tengan disipadores de calor. No hay inconvenientes en utilizar en cualquier transistor de efecto de campo la potencia de canal N. P1 y P2 son potenciómetros comunes o trimpots. Los LEDs del transmisor pueden ser infrarrojos de color “rojo”, estos colores tienen un rendimiento mejor en el receptor. Se deben montar juntos en un mismo tubo si es posible, para que la luz esté dirigida hacia el receptor (en la foto de la página de apertura de esta nota, no se ha colocado dicho
tubo). Poniendo adelante del tubo una lente convergente, se concentra mejor la emisión y se obtiene un mejor alcance. El sensor del receptor es un fotorreceptor común (fotodiodo en nuestro caso); es bueno montar el sensor dentro de un tubo iluminado con un led rojo común de 5 mm para que le dé una pequeña polarización, además, se aconseja usar lentes para obtener mayor alcance y evitar fuen-
LISTA DE MATERIALES a) Transmisor Q1-IRF630 o equivalente - Transistor de efecto de campo de potencia Q2-BC548 o equivalente - transistor NPN de uso gral. LED1 a LED4 - LEDs rojos infrarrojos comunes. R1 - 220kΩ R2 - 10Ω P1 - 100kΩ - trimpot o potenciómetro C1 - 220nF - cerámico o poliéster Varios: placa de circuito impreso, fuente de alimentación, cables, etc
b) Receptor Q1-IRF630 o equivalente - Transistores de efecto de campo de pot. FD1 - fotodiodo o fototransistor (cualquiera que esté apareado con los LEDs emisores) R1 - 470kΩ R2 - 100kΩ R3 - 470kΩ P1 - 100kΩ trimpot o potenciómetro C1 - 100nF - cerámico o poliéster C2 - 100µF x16V - electrolíticos Varios: Placa de circuito impreso, fuente de alimentación, caja para montaje, cables, etc.
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tes de luz extrañas que podrían causar interferencias, No deben emplearse lámparas fluorecentes porque producen fallas en el circuito. La salida de las señales de audio tienen que hacerse con cables blindados. Para la prueba debe unir la salida de un aparato de sonido al transimor y colocar otro amplificador a la salida del receptor. Se ajustará el sonido del sistema que sirve de fuente y el volumen del receptor. Se colocan enfrentados los fotosensores del transmisor y receptor a unos 2 metros. Luego, debemos actuar sobre P1 del transmisor y del receptor para obtener la reproducción sonora lo mejor posible. Cuando termine este paso, aleje los sensores y vuelva a realizar las pruebas. Cuando culminó la prueba se pondrá los aparatos en cajas plásticas. ✪
INFORME ESPECIAL
LOS RAYOS QUE CAMBIARON EL MUNDO 100 AÑOS DE RADIOLOGIA En 1995 la comunidad científica, y en particular la medicina, celebró un doble aniversario: el 27 de marzo de 1845 —hace 150 años— nació Wilhelm Conrad Röntgen, quien hace exactamente 100 años, el 8 de noviembre de 1895, descubrió los rayos X. Por este descubrimiento y las investigaciones conexas, Röntgen fue galardonado, en 1901, con el primer Premio Nobel de Física. Los rayos X iniciaron una nueva era en la medicina y en las ciencias naturales. Indisolublemente unidos al desarrollo del descubrimiento de Röntgen están los nombres de las empresas antecesoras del actual Grupo Técnico Médico de Siemens: Siemens & Halske, Reiniger, Gebbert & Scholl y Veifa-Werke.
Por Dpto. Técnico de Siemens * El presente artículo fue publicado por Siemens en su revista Nº 196
M
ientras trabajaba en su laboratorio de física en la Universidad Julius Maximilian de Würzburg, Alemania, Wilhelm Conrad Röntgen, al operar tubos de vacío con alta tensión, observó el 8 de noviembre de 1895 que se generaba “una nueva clase de rayos”, que tenían la propiedad de atravesar sustancias sólidas. Las imágenes que los rayos proyectaban sobre una pantalla fluorescente o una placa fotográfica reproducían la estructura interna de los cuerpos irradiados. Röntgen los llamó rayos X, pero sus colegas los denominaron con el nombre de su descubridor. Todos los trabajos y las investigaciones del Prof. Röntgen fueron desinteresados, ya que deliberadamente renunció a patentar su descubrimiento y lo legó al interés público.
Su labor cimentó las bases de los diagnósticos por imágenes, de valor inestimable hasta el presente para pacientes de todo el mundo.
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Pioneros de la radiología La difusión de las prometedoras posibilidades de los rayos X fue muy rápida. Así, en enero de 1896, sólo tres días después de publicarse el descubrimiento, un ingeniero de la empresa de electromedicina Reiniger, Gbbert & Schall (RG&S) de Erlangen, Alemania, visitó el laboratorio de Würzburg para informarse con más detalles del experi-
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Wilhelm Conrad Röntgen, galardonado en 1901 con el primer Premio Nobel de Física, por el descubrimiento de los rayos X.
LOS RAYOS QUE CAMBIARON EL MUNDO rayos X en los 100 años que median desde su d e s cubrimiento hasta nuestros días. Un cátodo en un tubo de vacío entre electrones, el campo eléctrico producido por una alta tensión
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mite reproducir las estructuras internas de ésta. La energía de los rayos X, y con ello su longitud de onda, es una función de la diferencia de potencial aplicada al tubo, y su intensidad depende de la corriente que éste absorbe. Una imagen radiográfica se torna visible cuando la sombra que los rayos proyectan incide sobre una pantalla fluorescente o una película fotográfica para radiografías. Aunque las películas tengan una resolución extremadamente elevada, su sensibilidad ante los rayos X es muy pobre y su utilización directa requeriría tiempos de exposición muy prolongados. Al poco tiempo se comenzó a usar una combinación, formada por una película fotográfica y otra fluorescente,
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El sistema de radiología digital POLYSTAR® de Siemens, actualmente una de las instalaciones radiológicas más modernas.
mento de Röntgen. La empresa RG&S comenzó inmediatamente a realizar sus propias experiencias y desarrollos para mejorar los inductores de chispas que fabricaba, para generar las altas tensiones necesarias para los rayos X. En julio de 1896, los científicos de esta empresa lograron tomar una imagen, o radiografía, de una cabeza humana. Al mismo tiempo, en enero de 1896, el Departamento Electromediciona de Siemens & Halske empezó a producir, en su planta de Berlín, Alemania, aparatos de rayos X con tubos que mantenían su vacío durante un tiempo mucho más prolongado que sus antecesores. De las dos empresas mencionadas y la fábrica Velfa de Aschaffenburg y Francfort surgió lo que hoy es el Grupo Técnica Médica de Siemens en Erlangen.
los concentra para formar un haz, y los acelera. Este haz incide en un ánodo y genera radiación electromagmética (radiación de frenado y de fluorescencia). Por cierto, debe consignarse que en la actualidad sólo el 1% de la energía eléctrica aplicada se transforma en rayos X. Al atravesar la materia, los rayos X son atenuados en diferentes grados por absorción parcial, lo cual per-
Radiografía de una cabeza humana, tomada en julio de 1896 (tiempo de exposición: 11 minutos), en la empresa RG&S, Erlangen, Alemania (el original fue dañado con agua).
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Desde el tubo de rayos X hasta la imagen radiográfica Básicamente, en el principio nada ha cambiado de la generación de los
En odontología, el sistema diagnóstico ORTHOPHOS® de Siemens permite tomar radiografías panorámicas de toda el área mandibular.
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LOS RAYOS QUE CAMBIARON EL MUNDO en capas superpuestas. Los rayos X inciden en la capa fluorescente (película amplificadora), donde se convierten en luz visible que inpresiona la película fotográfica. Debido a la propagación rectilínea de los rayos X, se superponen todas las imágenes de las estructuras del tejido humano, proyectadas y reproducidas sobre la placa radiográfica, sin que se observe la tercera dimensión, es decir, la profundidad del campo. Los radiólogos compensan esta deficiencia con sus conocimientos anatómicos o patológicos. El método más simple es el de tomar dos imágenes desde ángulos diferentes. Esta solución, sin embargo, no alcanza para representar secuencias de movimientos, aplicación que se hizo realidad algunos años después, cuando los ingenieros convirtieron un equipo militar de visión nocturna en un amplificador de imágenes de rayos X. Este sistema era tan efectivo que el médico podía ob-
servar una imagen muy diaria de pequeño tamaño, con tiempos de exposición y dosis de radiación substancialmente menores. Cuando estas imágenes son captadas con una cámara cinematográfica o de TV, puede implementarse la cinematografía de rayos o representarse las imágenes radiográficas en la pantalla de un monitor. Esta técnica, con la adición de un medio de contraste, permite representar rápidas secuencias de movimientos como, por ejemplo, del tracto gastrointestinal, e incluso el corazón latiente o las arterias coronarias. En la actualidad, el flujo de información de la cadena amplificadora de imágenes a TV está completamente digitalizado.
El computador revoluciona la radiología Al comenzar la década del setenta, la radiología ya había alcanzado tal
grado de desarrollo que no parecía posible introducir mejoras sustanciales. En 1972, Godfrey N. Housfield logró mover algo en la radiología. Un haz de rayos X exploraba por pasos una capa del cuerpo en paralelo con un detector, a continuación se giraba algo el dispositivo y se realizaba otra exploración; de esta forma se tomaba una capa del cuerpo desde numerosas direcciones. Luego, con todos estos datos, un computador elaboraba una imagen en corte sin superposiciones. Las primeras imágenes de este método, denominado tomografía computarizada (CT), aún tenían notables puntos débiles, sobre todo en cuanto a la resolución y el tiempo de cálculo, preciso para reconstruir la imagen. Sin embargo, las mejoras en el diseño, hardware específico y nuevos métodos de cómputo, permitieron superar estas deficiencias y lograron que la CT suminis-
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En la actualidad con el acelerador MEVATRON® de Siemens se dispone de un versátil equipo de radioterapia.
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LOS RAYOS QUE CAMBIARON EL MUNDO 5
Siemens fabrica los tomógrafos computados SOMATOM en su planta de Forchheim, Alemania. 5
obtener imágenes tridimensionales continuas, el sistema detector debía moverse rápida y continuamente alrededor del paciente y al mismo tiempo la camilla tenía que avanzar lentamente. Los nuevos equipos realizan la exploración volumétrica (CT en espiral) en sólo 0,75 s por revolución. Una exploración aun más rápida logra efectuar el tomógrafo por haz de electrones, según D. Boyd. En este equipo, un haz de electrones rota alrededor del paciente en sólo 0,1 s, y suministra datos de rayos X precisos del cuerpo. La velocidad de este método permite obtener una imagen casi “congelada” de un corazón latiente y además suministrar detalles de arterias coronarias esclerosadas. El computador puede procesar las imágenes radiográficas digitalizadas y elaborar reconstrucciones tridimensionales sobre la base de una secuencia de cortes. De esta forma, la cirugía obtiene informaciones muy valiosas, en parte imprescindibles para un tratamiento cuidadoso y con un grado de invasión mínimo.
Gama de aplicaciones
En 1919, Siemens introdujo la "caja radiológica", el primer equipo con un blindaje completo, para protección de alta tensión y rayos X. El tubo de rayos X incorporado sólo permitía una terapia en capas superficiales.
trara imágenes nítidas en tan sólo unos segundos, y con gran contraste de las partes blandas del cuerpo. Pese a todas estas mejoras, las imágenes aún no satisfacían del todo a
los médicos, porque sólo eran bidimensionales y además, debido a la demora de algunos segundos en la toma de órganos en movimiento, éstos no aparecían con suficiente nitidez. para
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La gama de aplicaciones de los rayos excede ampliamente el ámbito de la medicina. Unos telescopios de rayos X, operando desde satélites, ofrecen informaciones de la estructura y formación de las galaxias. Los investigadores de numerosos laboratorios en todo el mundo analizan con rayos X la estructura de moléculas orgánicas y cristales. Con rayos X, los arqueólogos investían el interior de antiguas momias sin dañarlas en lo más mínimo, los paleontólogos descubren estructuras ocultas en antiguas muestras de piedras y los falsificadores de obras de arte temen el poder de estos prenetrantes rayos. El control de equipajes de los aeropuertos ya no sería imaginable hoy sin la tecnología de los rayos X. ¡Hasta la próxima!. ✪
VIDEO UN CAMCORDER HI-8
POR DENTRO El formato Hi8 de camcorder goza de amplia popularidad en la actualidad y estudiar de cerca la construcción interna y el modo operativo de este tipo de camcorder puede resultar interesante, para técnicos y usuarios por igual. Por Egon Strauss
1) El Formato Hi8 La base del formato Hi8 es el casete homónimo que lleva en su interior una cinta magnética de 8 mm de ancho, recubierta con una capa magnética de alto valor coercitivo para lograr el registro magnético de banda alta que caracteriza este formato. En la figura 1 observamos algunos tipos de casete de Hi8 con sus dos variantes de partículas metálicas evaporadas (ME) y de partículas de metal 1 depositado (MP). Las cintas magnéticas del tipo ME suelen tener un valor de coercitividad mayor, también con un costo mayor, pero su calidad de resolución en frecuencia de la señal grabada, también es superior. El tamaño de los casetes de Hi8 es de 96 x 64 x 15 mm y existen cintas para 60,
90, 120 y 150 minutos de grabación. El espectro de frecuencias de la señal grabada en el formato Hi8 es muy amplio, como podemos ver en la figura 2. Se encuentra con una frecuencia central de 0,74344MHz y con bandas laterales de ±0,5MHz la señal de crominancia (C) en el proceso conocido de superheterodinaje hacia abajo, que se usa en todos los formatos de videogra-
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bación. La señal de luminancia (Y) se aplica a una subportadora cuyo valor de frecuencia central es de 7MHz, en un proceso de modulación de frecuencia. Esta señal de FM posee una desviación de frecuencia (delta F) que abarca de 5,7 a 7,7MHz. La banda lateral inferior se extiende hasta unos 1,6MHz, lo que permite una grabación y reproducción de señales hasta (7-1,6) = 5,4MHz, equivalentes a unas 430 líneas aproximadamente de resolución horizontal. Como se sabe, se puede estimar la resolución de una señal al tomar como base unas 80 líneas por megahertz. En el caso que nos ocupa tendremos 80 x 5,4 = 432 líneas. La banda lateral superior se extiende hasta unos 10MHz, apr oximadamente. Estos valores expli-
UN CAMCORDER HI-8 POR DENTRO 2
can la necesidad de cintas con recubrimientos magnéticos de alto valor coercitivo. El hecho de registrar por separado las señales “Y” y “C”, permite la conexión separada de las componentes de la señal en la configuracón conocida como “S” (separado), similar a la que se usa también en otros formatos (S-VHS, S-VHS-C y también en LD). como valor comparativo indicamos que la resolución del formato de 8 mm, mecánicamente igual al Hi8, es de sólo 3,4MHz (270 líneas de resolución horizontal). En la misma cinta, también se graban, en forma helicoidal, las señales piloto sincronismo y control en unos 0,1MHz y la señal de audio de FM en 1,5MHz. esta señal AFM puede ser estereofónica en Hi8 con subportadoras de 1,3 y 1,7MHz. Como la señal de AFM se graba junto con la señal de video, no es posible doblar o modificar la señal de audio en forma separada. Para lograr el doblaje de audio se recurre, entonces, a otro tipo de grabación de audio digital, el PCM (Pulse Code Modulation) que se encuentra en la parte final de cada pista grabada. En la figura 3 observamos la ubicación de las señales mencionadas en la cinta magné-
tica. Observe que la mayor parte de cada pista corresponde a la información de la imagen (Y, C), de las señales piloto y de las señales de AFM. Este conjunto de señales ocupa 5,35 mm. El último sector de 1,25 mm de cada pista contiene la señal de PCM que es de estéreo-HiFi. En total el ancho de la cinta de 8 mm se divide entonces en los siguientes sectores: 2 pistas estacionarias (sin usar) de 0,6 mm c/u, 2 bandas de protección de 0,1 mm, 1 pista de video de 5,35 mm y una pista de audio digital PCM de 1,25 mm. En el formato Hi8 no se usan las pistas lineales, ni tampoco cabezas estacionarias. Todas las cabezas para audio, video, pilotos y borrado, son rotativas y se encuentran en el tambor. Este tambor puede tener un el formato de 8 mm un diámetro de 40 mm, pero en muchos modelos de 3
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Hi8 se usa un tambor con un diámetro de 26,7 mm. En los tambores de 40 mm, el ángulo de rodeo de la cinta magnética alrededor del tambor es de 180 grados, pero en los tambores de 26,7 mm, el ángulo de rodeo es de 292 grados. La velocidad de transporte de la cinta es de 14,345 mm/seg en NTSC y de 20,051 mm/seg en PAL. El tambor gira a 1800RPM en NTSC y a 1500 RPM en PAL. La inclinación de las pistas sobre la cinta es de unos 30 grados.
2) El modelo VM-H39A de Hitachi El modelo citado de camcorder es del formato Hi8 y posee una serie de prestaciones y características digna de mención. Entre sus especificaciones figura un zoom óptico de 18 a 1 y un procesador digital que permite la ampliación del rango del zoom entre 64 a 1. Esta ampliación se logra por medios electrónicos, lo que implica una ligera reducción de la resolución en la parte superior del recorrido de dicho zoom digital. La sensibilidad lumínica del sistema óptico del equipo es de 2 lux gracias a un sensor de imagen del tipo CCD con 470.000 pixels. Posee además
UN CAMCORDER HI-8 POR DENTRO
audio de estéreo HiFi, por medio de la grabación en el sistema digital PCM, arriba mencionado. La mira electrónica posee un panel LCD que brinda una imagen en colores. También está equipado con un estabilizador de imagen del tipo electrónico (EIS = Electronic Image Stabilizer), que compensa los movimientos indeseados y fortuitos del camcorder durante la grabación de la imagen. La exposición lumínica es producida por un obturador de alta velocidad y controlado por un amplio sistema de AE (Automatic Exposure). Hay una gran cantidad de efectos especiales (Special FX). Entre ellos, una posición de imagen en color sepia que imita películas antiguas, un formato de imagen ancha 16 x 9 y una posición de “puesta de sol”, que produce un viraje de los matices de la imagen hacia el rojo, con interesantes efectos artísticos en la imagen a filmar. Para el cambio de escenas se puede usar un efecto de cortina deslizante, similar a lo que se suele usar en producciones profesionales. Un generador de caracteres permite el agregado de hasta dos páginas de texto y títulos con 16 caracteres cada una. Estos títulos aparecen superpuestos a la imagen o a un fondo negro con letras en blanco. El tamaño del modelo VM-H39A es de 82 x 102 x 241 mm y su peso es de sólo 585 gramos. Para apreciar mejor los datos expuestos y al mismo tiempo tener una idea concreta sobre la construcción interna de un camcorder Hi8, vemos en la figura 4 una vista panorámica interna de este modelo, que es también aplicable a otros modelos similares. En esta figura se destaca el ru-
bro (2) que indica el CCD con 470.000 pixels que permite eliminar toda degradación que pudiese presentarse como consecuencia del uso del EIS que se observa en (5). En este caso la gran cantidad de pixels del sensor CCD logra enfocar la escena elegida y producir la señal de video correspondiente, aun cuando la vibración u otro movimiento involuntario pueda tender a sacar esta escena del centro del CCD. En el rubro (3) vemos la mira electrónica a colores que funciona en base a un pequeño panel de LCD. Esta mira electrónica a colores es especialmente útil en tomas al aire libre, en la filmación de eventos deportivos y otros, ya que permite apreciar la imagen tal cual será grabada por el camcorder.
En el rubro (4) se observa el procesador de efectos especiales, con su amplia gama de variaciones ya mencionados. Todos estos efectos son producidos en forma electrónica y su uso prudente puede agregar un valor artístico poco común a las escenas grabadas. Se observa además en la figura 4 el rubro (6) que destaca las líneas constructivas delgadas y estilizadas de este modelo de camcorder, lo que facilita su transporte y uso, junto con una reducción de sus dimensiones físicas. El presente modelo de camcorder tuvo un gran impacto al aparecer poco tiempo atrás en el mercado y fue precursor de otros modelos similares de varias marcas. ✪
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(1) La gran densidad de pixels del CCD permite un excelente zoom digital. (2) Los 470.000 pixels del CCD eliminan la degradación del EIS. (3) La mira electrónica de color con LCD mejora las tomas deportivas. (4) Un procesador digital de imagen ofrece efectos especiales (puesta de sol, formato 16 x 9 y otros). (5) Sistema de estabilización de imagen de diseño avanzado. (6) Un perfil delgado y alargado permite una mejor facilidad de transporte.
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AUDIO REPRODUCCION DE ALTA FIDELIDAD EN EQUIPOS DE AUDIO PARA EL AUTO Las condiciones ambientales en las cuales se debe desempeñar el receptor de radio y el equipo de audio del automóvil, son posiblemente las más severas en todo el campo de aplicación de la electrónica del consumidor. En la presente nota trataremos de analizar estas condiciones a fondo, para saber si es realmente posible lograr una reproducción de audio Hi-Fi aun en estas condiciones tan adversas.
Por Egon Strauss
1) Las causas que atentan contra la Hi-Fi en el automóvil El automóvil con su recinto limitado por las paredes de acero y vidrio del habitat de las limusinas o el 1 espacio infinito y desordenado de los descapotables, es posiblemente antítesis del concepto de la buena música y de la reproducción Hi-Fi. Además, el vehículo, abierto o cerrado, se traslada en otro ambiente
ruidoso, sea la calle de la ciudad con su ruido multitonal y deformado, sea la ruta con sus ruidos diversos como el viento, el camión de treinta toneladas con acoplado que pasa ruidosamente al costado o el discípulo de Fan-
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gio que se adelanta raudamente con su casi modelo F1, impulsado a velocidades prohibidas. Todo ello a veces acompañado por otros ruidos acústicos o eléctricos, desde el mugido de las vacas hasta los campos eléctricos y magnéticos que se irradian de las líneas de alta tensión; todo ello contribuye a que uno de los factores determinantes de la calidad de sonido del equipo de audio del automóvil sea justamente la relación señal-ruido entre los efectos sonoros deseados y las interferencias implacables
REPRODUCTORES DE ALTA FIDELIDAD 2
y permanentes en su ambiente de acción. A todo ello se agrega otro factor adverso, constituido por las condiciones acústicas absurdas bajo el punto de vista musical que son propias del automóvil. Ningún vehículo, desde el Ford T hasta el proverbial Cadillac de oro, cumple las condiciones dimensionales ni de revestimiento que el audiófilo exige con toda razón para una sala de música. Todas estas causas de aparente incompatibilidad entre buena música y el automóvil, se conocen desde luego perfectamente, pero a pesar de ello se diseñan, se producen y se venden equipos de audio y radio para automóvil que pretenden y logran crear las condiciones necesarias para que el oyente más exigente de la categoría audiófilo, entrenado y experto, quede convencido de su alto nivel musical y acepte la reproducción ofrecida. A continuación trataremos de estudiar los métodos que se usan para superar todos los obstáculos de esta difícil tarea con su aparente contradicción.
da es naturalmente el uso prudente de los hechos conocidos, para partir de ahí hacia los confines desconocidos. La premisa es, en este caso, que las condiciones y medios para lograr una reproducción de audio de alta fidelidad son severas, pero son predecibles. Se establecen parámetros en cuanto a rango de frecuencias, relación señal-ruido y potencia de salida, entre otros, con valores fijados por las normas universales en vigencia. Algunas de estas normas son la DIN45500 (DIN = Deutsche Industrie Norm) de origen alemán, la EIA RS-234 (EIA = Electronic Industrie Association) y las normas del IHF (Institute of High Fidelity), las dos últimas de los Estados Unidos. Al basarse en estas normas, tanto el técnico de desarrollo, como el oyente o consumidor final del producto aceptan implícitamente las reglas del juego. Existen desde luego, diferentes enfoques que permiten superar los inconvenientes y secuelas que 3
2) “Cómo engañar el oído más experto” La meta del ingeniero en diseños es aparentemente el epígrafe de este sector. El punto de parti-
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significa encerrar un equipo de audio Hi-Fi en el habitáculo del automóvil y salir airosamente para contarlo, pero la hazaña es posible y demuestra una vez más que no hay límites sensoriales humanos ni condiciones ambientales adversas que la técnica electrónica moderna no sepa superar.
3) Como muestra, un botón Que el sistema BBE, creado por BBE Sounds de California en 1995, para su aplicación en equipos profesionales de audio, pudo ser incorporado a los equipos de consumidor, como por ejemplo, los receptores de radio del automóvil, es una prueba más de esta regla. En el mercado existen ya varios equipos de importantes marcas que poseen el compensador BBE, apto para solucionar este problema técnico con solvencia. En la figura 1 vemos un modelo 3DA-W880 3D de Alpine que contiene el sistema BBE, cuyo funcionamiento veremos a continuación. Este modelo de Alpine es el más avanzado de su línea de 1997 y permite una serie de operaciones adicionales a las convencionales para lograr la compensación más eficiente de
REPRODUCTORES DE ALTA FIDELIDAD
las diversas situaciones posibles en un equipo de radio de automóvil, como las que se comentaron anteriormente. En la figura 2 apreciamos el aspecto de tres de las opciones de este modelo en cuanto al sonido por BBE, la selección del modo del DSP (Procesador Digital del Sonido) y del selector de la posición de audición. Estos tres dispositivos logran una compensación muy eficaz de todas las perturbaciones que se puedan encontrar en el funcionamiento de una radio de automóvil. Otro modelo comercial es el 3342, un procesador de campo de audición de Alpine que también tiene incorporado el sistema BBE. Este modelo actúa también como ecualizador de 11 bandas, basado en un análisis espectral de 36 posiciones y está destinado principalmente a equipos de automóvil. En la figura 4 vemos un esquema muy simplificado del sistema BBE. Se observa que la señal de entrada es sometida a un procesamiento complejo antes de ser aplicada a los amplificadores de salida. El secreto del BBE radica en un proceso denominado “compensación adaptiva” (adaptación compensadora). Esta terminología ilustra en forma acertada su principio básico que consiste en un análisis permanen- 4 te de la señal de música de entrada y también de las condiciones ambientales presentes. De esta manera se obtienen parámetros de corrección que permiten una adaptación perfecta entre oyente y medio.
Cabe recordar que las exigencias de esta compensación varían en concordancia con la plataforma elegida en cada caso. Una recepción de radio tiene un rango de frecuencias de sólo 100 a 5.000 hertz, aproximadamente, mientras que un casete de audio requiere un rango de frecuencias de 50 a 10.000 hertz. Se observa que la fidelidad es diferente con cada plataforma. La tarea es simplificada, sin embargo, debido a que estos valores ya están preestablecidos y, por lo tanto, la compensación puede efectuarse en forma completamente automática. La base de la “compensación adaptiva” del BBE es la subdivisión de las frecuencias de la música procesada por medio de sendos filtros. Se establecen tres rangos de frecuencias, a saber: una de 0 a 150 hertz, otra de 150 hasta 2.500 hertz y una tercera de 2.500 hasta 20.000 hertz. Cada una de estas bandas de frecuencias recibe un tratamiento específico en el cual se introducen modificaciones de su aspecto original para compensar así las alteraciones que esta señal sufrirá posteriormente por las condiciones ambientales. Se trata de una corrección de fase que abarca de 0,5 a 2,5 milisegundos. Este tipo de compensación de fase se efectúa en forma
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totalmente automática y no requiere accionamiento manual de los controles. Lo que sí puede ser corregido o alterado es el valor final de esta “compensación adaptiva” para obtener un comportamiento más adecuado al oído y gusto individual de cada usuario. Además de la corrección de fase, se introduce también una corrección dinámica de la ganancia que puede variar de acuerdo a las necesidades entre 0 y 10dB, también en forma automática. Esta corrección también abarca los altoparlantes del equipo, cuya respuesta en frecuencias altas es tomada como parámetro para una compensación optimizada. Conviene destacar que el concepto de la compensación del sistema BBE ya era conocido anteriormente, pero su realización práctica por medio de componentes discretos resultaba demasiado costosa para un uso masivo. La introducción de circuitos integrados como procesadores BBE facilitó su aplicación al bajar notablemente los costos. El fabricante principal de estos procesadores integrados es R-Ohm que provee desde hace tiempo estos procesadores del tipo BA3880 y BA3884S. Ambos poseen ligeras diferencias que los hacen más adecuados cada uno a diferentes especificaciones de los equipos donde son usados, pero se basan
REPRODUCTORES DE ALTA FIDELIDAD
en los mismos conceptos técnicos. En la actualidad son varias las marcas que producen modelos con el sistema BBE. Entre ellas figuran Advent, Aiwa, Alpine, Brother, Sony, Teac y otros. Posiblemente muy pronto otras marcas se incorporarán a esta tendencia.
4) Otras propuestas para mejorar el sonido en el automóvil Junto con el sistema BBE se usa, en algunos modelos también un procesador, llamado ASC (Ambient Sound Compensator = compensador de sonido ambiental). Este procesador está destinado a compensar la reproducción en algunas frecuencias críticas, típicas del automóvil.
Nos referimos al sonido del motor que suele aparecer en una frecuencia cercana a los 100 hertz. Si por algún motivo, en estas dos frecuencias se presenta también un sonido musical, el mismo será seriamente afectado por la interferencia mencionada. Para compensar este tipo de ruidos molestos, se recurre a un filtrado de la siguiente manera. Se usa un micrófono para detectar el nivel de las señales interferentes de 100 y 500 hertz. Se usa además una señal de referencia de unos 2.000 hertz que representa la señal musical. Cuando se produce un incremento de las señales de 100/o 500 hertz, automáticamente aumenta también la señal de la banda pasante de 2.000 hertz y esta señal musical enmascara la interferencia y mejora la relación señal-ruido. Como las frecuen-
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cias de referencia del ASC son compatibles con el BBE, pueden usarse ambos sistemas de corrección en forma simultánea. En muchos modelos recientes de Alpine y de Advent encontramos esta combinación.
5) Conclusiones Las premisas impuestas por la alta fidelidad en todos los equipos de audio, cualquiera que sea su destino, son aplicables también con toda justicia a la radio y otros equipos de automóvil. Por este motivo, la ingeniería específica de este rubro se ocupa extensamente para lograr resultados que permiten convertir el equipo de audio del automóvil al mismo nivel de performance que cualquier otro equipo de audio Hi-Fi o High End. ✪
S E C C I O N .D E L .L E C T O R 14 Jornada de Electrónica Entre el 2 y el 6 de febrero de 1998 se llevará a cabo, en diferentes localidades de Salta y Jujuy (Salta capital, San Pedro de Jujuy y Tartagal), la 14ª Jornada de Electrónica. Quienes deseen mayores detalles, deben remitirse a Saber Electrónica Nº 122 o comunicarse telefónicamente con nuestras oficinas. Como las vacantes son limitadas, rogamos a todos los interesados, inscribirse antes del 28 de enero próximo con el objeto de efectuar las previsiones del caso. Entre los temas a tratar figuran: 1) TV por Cable: “Codificación”. 2) Internet: “Búsqueda de Información”. 3) Diseño Electrónico: “Diseño de una Home Page para Internet, y cómo ubicarla gratis en Internet”. 4) Fibras Opticas. 5) Materiales para Robótica 6) Autómatas de Control Industrial de Bajo Costo y Tamaño Reducido.
A Los Lectores: Como estamos en épocas de vacaciones, durante el mes de diciembra no se han podido atender las cartas de nuestros lectores con la celeridad que se merecen. Rogamos sepan dis-
culpar las demoras que pueden producirse en la recepción de las respuestas.
Electricidad y Electrónica “Fundamentos de Protección de Sistemas Eléctricos por Relevadores”. De Editorial Limusa 706 páginas El desarrollo tecnológico ha hecho que cada día se exijan servicios de mayor calidad. La energía eléctrica es un servicio muy importante no sólo por las aplicaciones técnicas en industrias y los variados usos comerciales y residenciales, sino también por la función social que tiene en el desarrollo de los países. Un servicio eléctrico de calidad demanda en primera instancia, un mínimo de interrupciones de servicio y además, cumplir con aquellos requisitos de calidad en la operación que se relaciona con las variaciones de voltaje y de frecuencia tolerables reglamentariamente, sin dejar a un lado la limpieza en las ondas de voltaje y corriente. Para cumplir con la mayoría de los requisitos de calidad hay que tener un sistema de protección bien diseñado, construido y operado que permita tener sistemas eléctricos confiables y seguros. Este libro presenta las bases para cumplir con todo lo anterior. Además, esta edición cubre la deficiencia que tiene la mayoría de los libros sobre el
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tema: la carencia de ejemplos numéricos resueltos.
Edición Súper Especial de Febrero El próximo número de Saber Electrónica será una edición especial que contendrá varios montajes comentados de amplia utilidad práctica. Entre los diferentes títulos podemos mencionar: 1) Espanta Roedores de Potencia 2) Eficaz Filtro de Red 3) Llamador Melódico 4) Medidor de Salinidad para Alta Cocina 5) Sensores para Usos Diversos 6) Sirena de 100dB 7) Fuente de Alimentación para el Técnico Reparador 8) Contador Estos son sólo algunos de los proyectos que hemos preparado; además, publicaremos notas de sumo interés para todos los sectores del gremio electrónico. Por otra parte, este mes no se publican las fichas interactivas. ✪ NO RESPONDEMOS CONSULTAS TECNICAS POR TELEFONO NI PERSONALMENTE Solamente respondemos aquéllas que son hechas por carta o por fax. Las respuestas de las mismas se hacen únicamente en esta sección.
Rivadavia 2421, piso 3º, of. 5 (1034) Buenos Aires Tel. - Fax: 953-3861
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LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO
TV D i g i t a l La Televisión de Alta Definición (HDTV) Hace un par de meses, dando un avance de la televisión que se viene este año: “La Televisión Digital de Alta Definición”, les comentamos que el profesor Egon Strauss estaba preparando una obra para que los técnicos y profesionales tengan el material necesario para enterarse de cómo es esta nueva tecnología. Este mes, estará en los quioscos más importantes este libro que posee un amplio contenido teórico-práctico sobre el tema. Damos, a continuación, un avance del capítulo 5, lo que le dará una idea de cómo se presenta cada tema tratado.
La Compresión de Señales En los capítulos anteriores de la obra se estudia que las soluciones digitales de los servicios de televisión indefectiblemente tenían que recurrir a una codificación especial, íntimamente relacionada con la compresión de las señales digitales. En el presente Capítulo se trata este tema más a fondo.
Figura 5.1
5.1. Bases teóricas Los fundamentos fisiológicos y las bases técnicas para una compresión de señales están muy ligados y ambos aspectos deben ser tratados en conjunto. En efecto, las limitaciones fisiológicas de los sentidos humanos, sobre todo de la visión y de la audición, ambos esenciales para la evaluación práctica de las señales de audio y video, son conocidas y son ellas las que permiten aprovechar en forma eficaz las señales relacionadas con la emisión y percepción de mensajes vocales y visuales del ser humano. 5.1.1. Compresión de audio En la figura 5.1 observamos el rango de frecuencias que abarca la audición humana, que es de 20 a 20.000. Pero dentro de esta banda de unas diez octavas existen marcadas diferencias en la capacidad auditiva con respecto a diferentes valores de frecuencia. Se observa una máxima sensibilidad alrededor de los 3.000 hertz y una mínima sensibilidad en los extremos de la banda. En el extremo de bajas frecuencias de 20 a 150Hz y en el extremo opuesto de las frecuencias altas, superiores a los 10.000Hz, la sensibilidad decae en forma muy
Profesor Egon Strauss
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L A T ELEVISION D IGITAL pronunciada. Los límites pueden variar también por factores de edad, sexo y entrenamiento de las personas afectadas pero, aun así, la tendencia general es la señalada. A estos factores de limitación por motivos fisiológicos, se agregan otros, relacionados con la presencia simultánea de varias frecuencias. Un sonido fuerte de una frecuencia generalmente enmascara la presencia de otro sonido más débil de otra frecuencia. Esto se debe a que el umbral de sensibilidad auditiva es adaptívo y regula el umbral de acuerdo a la frecuencia y amplitud de los sonidos percibidos. El conjunto de estos factores dio motivo de llamar a estos métodos de compresión, PLATAFORMAS PERCEPTUALES. Existen varios sistemas de compresión de audio que aprovechan en forma muy ingeniosa estas características de la audición humana, como por ejemplo el sistema PASC del DCC (Digital Compact Cassette) con un factor de compresión de 4 a 1 y el sistema ATRAC del MD (Mini Disc) con un factor de compresión de 5 a 1. Observe que PASC es la sigla por PRECISION ADAPTIVE SUBBAND CODING, mientras que ATRAC significa ADAPTIVE TRANSFORM ACOUSTIC CODING. En ambos términos la palabra mágica es ADAPTIVE (adaptación, adaptabilidad) lo que indica que en este aspecto la técnica trata de emular el comportamiento fisiológico de la audición humana, con las ventajas que ello implica. En los sistemas que se utilizan en el DVD (Digital Video Disc o Digital Versátil Disc) y en la HDTV estos conceptos se amplían aun más y se crean los sistemas digitales DOLBY AC-3 y MPEG-1 que permíten un factor de compresión de audio aun mayor. En general, todas las plataformas vocales aprovechan las características fisiológicas de la audición humana, tanto en telefonía, radio y TV, como en otras más recientes como el CD y el DVD. En la tabla 5.1 vemos algunos valores de los medios en uso en la actualidad. ______________________________________________________ TABLA 5.1. EL RANGO DE FRECUENCIA DE VARIAS PLATAFORMAS VOCALES. MEDIO RANGO DE FRECUENCIA TELEFONO 300 A 3000Hz RADIO AM 50 A 5000Hz RADIO FM 20 A 15.000Hz TV y CINTA MAGNETICA VHS 20 A 10.000Hz CD y DVD 20 A 20.000Hz ___________________________________________________________________ 5.1.2. Compresión de video En video se usan las características de la visión como parámetros para la cantidad de información que debemos incluir en el ancho de banda de las señales de video de luminancia y crominancia que representan la imagen a transmitir. Quedó comprobado que la visión de detalles de la imagen afecta principalmente a la señal de luminancia al estar relacionada principalmente con variaciones de blanco y negro y tonos de grises. La visión cromática sólo requiere superficies mayores y, por lo tanto, su resolución es inherentemente menor. En la indicación de los respectivos espectros de frecuencia asig-
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Ing. Horacio Daniel Vallejo .
L A T ELEVISION D IGITAL nados a luminancia (blanco y negro) y crominancia intervienen datos como cantidad de líneas, cantidad de cuadros, frecuencia de video (luminancia y crominancia) y últimamente, con la aparición de señales digitales de video, también el término pixels o pels, acrónimos para picture elements (elementos de imagen). Todos estos parámetros operan en conjunto o por separado, pero siempre implican equivalencias preestablecidas. En algunos casos es necesario tomar en cuenta también la relación de aspecto, ya que ahora no existe sólo la tradicional relación 4:3 = 1,33, sino también la más reciente 16:9 = 1,78. La frecuencia de video surge de la expresión bien conocida de: Fvideo = a2 . Ra .c.1/2 , donde
a = cantidad de líneas, c = cantidad de cuadros Ra = relación de aspecto
A su vez la cantidad de pixels por cuadro surge de la expresión: P = a2 . Ra Además existe una expresión que permite hallar la cantidad de líneas a partir del máximo valor de la frecuencia de video asignado o existente en un sistema. a = Fvideo . 83 El número 83 es un factor de proporcionalidad. Con todas estas expresiones podemos analizar ahora el rendimiento de varias fuentes y volcar su performance en una Tabla, como haremos a continuación. El mínimo aceptable para una señal de video es de unos 2,5 MHz, situación existente en la cinta magnética grabada en el sistema VHS. Este valor responde a una resolución de unas 210 líneas. En la Televisión convencional podemos aceptar una frecuencia máxima de video de 4,2 a 5,2MHz, de acuerdo a la asignación de frecuencias de los canales. Esto brinda unas 370 a 450 líneas de resolución. Estos valores se presentan en todos los sistemas existentes (NTSC, PAL, SECAM) en forma muy parecida, sobre todo en el modo de transmisión terrena. La sensibilidad del ojo humano frente a las señales de crominancia es mucho menor y se ubica en los valores de 0,5 a 0,6MHz de ancho de banda. En los videograbadores de fidelidad mejorada, como los sistemas S-VHS y Hi 8 existen valores mejores en lo referente a la señal de luminancia. En la figura 5.2 vemos la distribución espectral del S-VHS. Figura 5.2
Profesor Egon Strauss
Hasta aquí, una breve selección del comienzo del capítulo 5 de este texto que no deberá faltar en su biblioteca. ✪
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Fichas coleccionables que se publican mensualmente, con circuitos prácticos de fácil montaje. La colección consta de 180 circuitos analógicos y digitales. Recorte las fichas y enmíquelas, o saque copias para pegarlas en cartulina.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 189 - SABER Nº 127
OSCILADOR CON DIODO TUNEL Este intervalador para limpiaparabrisas puede ser usado en vehículos de 6 ó 12V, depende del relé MC2RC1 para 6V y MC2RC2 para 12V. El ajuste del tiempo se hace en P1 y la conexión de los contactos del relé se hace en paralelo con el interruptor del panel. El fusible F1 protege el sistema.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 190 - SABER Nº 127
GENERADOR RECTANGULAR CON UNIJUNTURA Una forma de onda que se aproxima a la rectangular se obtiene con este circuito unijuntura. La frecuencia depende básicamente de C1 y se ajusta con P1. Los resistores son de 1/8W y la alimentación puede estar entre 12 y 15V. Alteraciones en R3 y R4 pueden ayudar a obtener una forma de onda más próxima a la rectangular en función del transistor Q2.
AMPLIFICADOR CON LM 380 El LM380 puede proporcionar potencias de hasta 4 watt y su tensión de alimentación debe estar en la banda de 8 a 18V. El circuito presentado tiene control de tonalidad y la distorsión está alrededor de 3% para la máxima potencia.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 192 - SABER Nº 127
INTERRUPTOR DE POTENCIA Usando esta configuración, se pueden disparar Triacs hasta 15A, con corrientes relativamente pequeñas. El capacitor de 100nF y R2 forman un filtro que reduce la interferencia de conmutación de cargas inductivas. El triac debe dotarse de disipador de calor y el interruptor es de baja corriente. El transformador tiene secundario de 6V con 250mA o más de corriente.
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CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 193 - SABER Nº 127
FOTODETECTOR El CA 3062 es un fotodetector integrado de RCA que puede disparar directamente un triac y controlará así una carga. La alimentación del integrado se hace con una fuente regulada de 10V. Observe el negativo común con uno de los polos de la red.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 194 - SABER Nº 127
INTERFASE CMOS/TTL El 4049 ó 4050 pueden ser usados para hacer la excitación de un circuito TTL, a partir de una señal CMOS. La tensión de alimentación es de 5V y se deben respetar las velocidades de operación de los integrados involucrados. En la misma figura se muestra la disposición de los pines del 4049.
AMPLIFICADOR DE DOS ETAPAS Esta configuración puede servir de base para un amplificador de pequeñas señales, excitará una etapa de alta impedancia y mayor potencia o un audífono. Los transistores se pueden sustituir por equivalentes. El potenciómetro de 10K actúa como control de volumen.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 196 - SABER Nº 127
AMPLIFICADOR PARA AUTORRADIO El BF23 es un módulo híbrido que se puede encontrar en algunos circuitos de casetes y autorradios. Su potencia es de 2 watt y la impedancia de entrada es superior a 250K.
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PRUEBA LOGICA DE AUDIO Con la punta de prueba en el nivel 0 no hay sonido y en el nivel 1, el sonido depende en su frecuencia del capacitor que puede ser alterado según la voluntad de cada uno. La tensión de alimentación es de 5V y el circuito sólo puede usarse en la prueba de dispositivos TTL.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 198 - SABER Nº 127
VU PARA MICROFONO Podemos usar este VU para micrófonos, sistema de sonido, mixers, editores de cintas, etc. El VU es de 200µA y en función de su tipo hacemos el ajuste con el trimpot de 100K. La sensibilidad de entrada está dada por el resistor de 22K en paralelo. Para usar instrumentos de 0-1mA, basta reducir el trimpot de 100k a 22k.
MODULADOR INFRARROJO Este circuito puede servir de base para un control remoto infrarrojo, exigirá una corriente del orden de 140mA (25V) y podrá excitar 12 leds. El transistor de potencia debe ser montado en un disipador de calor. La frecuencia máxima de modulación está alrededor de 200kHz.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 200 - SABER Nº 127
AMPLIFICADOR DE AUDIO CON 741 Este amplificador proporciona un poco más de 1 watt en carga de 8 ohm y no precisa fuente simétrica. Los transistores deben montarse en disipadores de calor. La ecualización se hace por el resistor de 6K8 y por el capacitor de 10nF. Se pueden experimentar otros valores.
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