14 Línea de retardo y la sección de luma

El circuito de la línea de retardo

Si observa el diagrama en bloques va a ver que entre el preamplificador de croma y el demodulador hay dos vías de comunicaciones. Una es directa y la otra es retardada. Ambas vías se juntan en sendos sumadores e ingresan al demodulador como las dos portadoras de diferencia de color al rojo y al azul. En la figura 1 le mostramos un circuito práctico que resuelve todo esto con muy pocos componentes.

Fig.1 Circuito básico de línea de retardo PAL

Antes de explicar el funcionamiento del circuito vamos a dar una corta explicación sobre la línea de retardo de croma.

• Una línea de retardo de 64 uS no se puede realizar del modo clásico que es mediante un cable coaxil largo. Por eso se recurre a la transmisión en zig-zag de ondas acústicas supersónicas por el interior de una pieza de vidrio.
• La vibraciones se generan en un resonador piezoeléctrico de entrada aplicando le una tensión. Así se genera una onda que viaja por el vidrio hasta que llega a otro resonador piezoeléctrico pero que esta vez funciona en forma inversa recibe vibraciones y genera electricidad.
• No se puede pretender que la línea entregue la misma tensión que se le aplica (rendimiento unitario) en efecto en ella se produce una perdida considerable del orden 70%. Es decir que si se aplica 1V de entrada se obtiene una salida del orden de los 300 mV. 
• Observe que el transistor Q1 amplifica la señal de salida de croma brindando cierta amplificación hacia la entrada de la línea de retardo de luminancia. Esta amplificación compensa en parte la perdida.
• El resto de la perdida se compensa con el preset R1. Es decir que si R1, L1 y L2 están bien ajustados la señal de barras de colores aparecerá con las barras del color correcto y sin cortina Veneciana.
• Los inductores resuenan con la impedancia interna de la línea de retardo que equivale a capacitores del orden de los 50 pF. De ese modo la impedancia de carga de Q1 es en realidad un circuito resonante ajustado a 3.58 MHz. lo mismo ocurre con L2 que resuena con el resonador interno como si fuera un capacitor.

En el circuito dibujamos solo los componentes principales pero por lo general los dos inductores poseen resistores en paralelo para bajarles el Q y evitar que tengan mucha influencia en el ajuste.

¿Y dónde están los sumadores?

Están en la bobina L2. Observe que el terminal superior tendrá una tensión igual a la generada en la mitad superior del bobinado (señal retardada) más lo que tenga en su punto medio (señal directa). Se demuestra que en los extremos de la bobina secundaria existen dos señales que son las bandas laterales de (R-Y) y de (A-Y) ya que como recordamos las señales diferencia de color se modulan en AM con portadora suprimida.

Pero para que se produzca ese fenómeno de separación de componentes el canal de croma debe estar perfectamente ajustado. La bobina L1 tiene muy poca influencia porque suele ser de bajo Q e inclusive puede ser un inductor fijo o directamente un resistor. Pero la bobina L2 debe estar perfectamente ajustada para que se balanceen los sumadores.

En efecto es muy difícil que este circuito se desajuste solo por el paso del tiempo y que ese desajuste se note en la pantalla. Pero es muy común que un reparador incompetente lo desajuste cuando el equipo tiene una falla catastrófica (por ejemplo un cristal que no oscila).

Entonces analicemos la falla por desajuste porque seguramente tendremos que ajustar los equipos luego de reparar la falla real. No hace falta nada nuevo. Solo una fuente de señal de barras de color de la norma adecuada para excitar al TV y como medidor simplemente la pantalla. Si Ud. tiene osciloscopio puede usarlo para lograr un ajuste preciso pero solo lo aconsejamos en equipos muy viejos en donde además de los ajustes mencionados existía un ajuste del desfasador de +-90º (estos TV se fabricaron en 1978 aproximadamente y por esos no existen en la mayoría de los países de América Latina).

Método práctico de ajuste

1. Anule el color killer y marque la posición del preset de compensación de atenuación.
2. Primero ajuste el preset observando que las bandas de colores primarios R V A no tenga cortina veneciana.
3. Si la bobina no fue tocada esto debe normalizar la imagen.
4. Si la bobina fue tocada Ud. podrá observar una mínima cortina veneciana sobre todo en las barras de colores secundarios, cian, amarillo y violeta.
5. Ajuste el núcleo de la bobina solo si aparece una cortina leve.
6. Una cortina muy fuerte significa alguna falla que no es de ajuste. Entonces emplee el siguiente método de diagnostico.

Método de diagnóstico

1. Observe el circuito para estar seguro que el cursor del potenciómetro anula la señal directa: en algunos equipos existe un resistor entre el preset y masa que no permite anular la señal directa.
2. Anule la señal directa con el preset o realizando un puente desde el cursor a masa.
3. En la pantalla se debe observar la presencia de todos los colores pero con una fuerte cortina veneciana.

Si no hay color el problema está en el camino retardado o en el demodulador.

• Son muy comunes las fallas en las líneas de retardo de crominancia porque se trata de un componente frágil pesado y alto. Sobre todo si el TV tenía algún falso contacto en cualquier otra etapa y el cliente lo golpeaba para hacerlo funcionar.
• También es común encontrar soldaduras en falso contacto. Menos comunes pero existentes son las bobinas cortadas y mas difíciles de hallar son las bobinas en cortocircuito. Por lo tanto primero repase las soldaduras de la línea, luego cambie la línea y por último compruebe las bobinas. No descartamos a Q1 pero si falla lo mas probable es que nos quedemos sin caminos, ni directo ni retardado y por lo tanto sin color.

Método para determinar cual de las bobinas está fallada

1. Para hacerlo se debe observar el oscilograma de la señal de barras de colores en colector de Q1 con el osciloscopio o con nuestro amplificador sintonizado. En ese punto siempre se encuentran señales altas del orden de 1V pap (con el control de saturación al medio).
2. Si la señal allí es correcta se debe medir la salida de la bobina.
3. Conecte un capacitor cerámico disco de .1uF entre el punto medio de la bobina y masa y mida entre los extremos de la bobina y masa.
4. Las dos puntas deben tener señales similares mayores a 100 mV.

Nota: Si debe cambiar la línea de retardo y cuando prueba el equipo lo encuentra con una cortina veneciana muy fuerte, recuerde que existen líneas con las dos fases de salida posibles. Invierta la conexión del actuador piezoeléctrico de salida (intercambie las conexiones del circuito impreso) y vuelva aprobar.

• Si hay color al anular el camino directo, pero se observa que el mismo no cambia al ajustar el preset, significa que el camino directo está cortado.
• Si al cortocircuitar L1 se corta el color se confirma que hay un corte en el camino directo. En el circuito propuesto implica una falla en R1, R2 o C1.

Circuito comercial con el TDA3562A

El TDA3562 es un clásico sistema de color de un solo integrado que nos permitirá observar algunas variantes menores del circuito ya visto y que dejamos de lado por cuestiones didácticas. Por otro lado como el circuito integrado procesa luma/croma esto nos permitirá ingresar en la etapa de luma directamente con un circuito práctico que podemos observar en la figura 2 y que corresponde a un TV Sontec CNT-4442 B.

Fig.2 Circuito de Luma / Croma con el TDA3562A

Fig.2b Circuito de Luma / Croma con el TDA3562A

• Todo comienza donde termina la FI de video; es decir en la salida de video compuesto en la pata 22 de un LA7520. Este integrado tiene una salida separada para el sonido por la pata 25 así que no debemos preocuparnos por la toma de sonido. De cualquier modo observamos que en la salida de video compuesto existe la portadora de sonido y por lo tanto se debe agregar una trampa cerámica que la rechace (Z101).
• La salida por la pata 22 es a través de un repetidor de tensión y el resistor R122 es justamente la resistencia de emisor de ese transistor. R123 es un resistor adaptador de la impedancia de entrada de la trampa de 4,5 MHz.
• La trampa de 4,5 MHz que limpia la señal de video compuesto la aplica a la base de otro repetidor externo que es el transistor Q201. Observe que como corresponde a una etapa repetidora que solo sirve para adaptar impedancias, el colector no tiene señal porque es el electrodo común que va conectado a la fuente de 12V.
• El terminal de salida es el emisor y la polarización se completa con un resistor de 1K conectado a masa. Esta etapa posee una impedancia de salida muy baja del orden de los 10 Ohms. Esta salida por emisor, es tal ves el último punto multiplexado de la señal de la emisora.
• Desde allí la señal se bifurca en tres vías; una corresponde al sincronismo y se dirige hacia el IC401 que es un TDA2579, otra es la salida de luma que se dirige hacia el transistor Q202 que junto con el transistor Q203 forman el amplificador de luma y por último la que nos interesa en el momento actual que es la salida de croma que por medio de C207 se dirige al filtro de entrada del demodulador de croma.

Yo aconsejo a mis alumnos que para analizar el funcionamiento de los filtros utilicen las ventajas que nos dan los laboratorios virtuales y en caso de dudas generen fallas virtuales para analizar el funcionamiento del circuito. En nuestro caso armamos el filtro de entrada para analizar los niveles de señal del TDA3562.

Fig.3 Circuito de entrada de croma

El análisis hecho por el MultiSim nos indica que en realidad el circuito no está muy bien sintonizado (observe que la frecuencia de resonancia del circuito no coincide con 3.58 MHz sino que está a un valor mas alto). En el osciloscopio se puede observar que la señal de entrada al circuito de croma es de 232 mV de pico.

El valor de la señal de entrada es de 500 mV de pico que se obtiene del oscilograma en el punto de entrada WF2 que indica que el valor pap del video es de 2V (el valor máximo de croma se toma aproximadamente igual a la mitad del valor pap de luma).

En cuanto la señal ingresa por la pata 4 es amplificada, nivelada y aplicada al detector de color killer. El amplificador de entrada posee una red de filtro externa formada por C518 y R521 que ajusta el nivel de amplificación fija.

Posteriormente la señal se aplica al detector del color killer que cuenta con dos componentes externos. El capacitor C521 que opera de filtro y el resistor R520 que ajusta el nivel de operación.

El autor no recomienda modificar los valores de componentes calculados por el fabricante, pero en América Latina se acostumbra utilizar decodificadores que muchas veces pierden algo de amplitud de croma.

• Si la pérdida no es muy grande el CAC del primer amplificador lo compensa.
• Pero si no llega a compensarlo el circuito es lo suficientemente flexible para acondicionarlo externamente. Se puede modificar R520 para variar el nivel de disparo del color killer o R521 para cambiar la ganancia del amplificador de entrada o sintonizar el circuito de entrada aumentando el capacitor C209 a 270 pF con lo cual se consigue duplicar el nivel de señal de entrada.

En realidad yo supongo que la falta de sintonía se debe a un error del fabricante que dejó el circuito de croma original para PALB donde la portadora de croma se encuentra en 4,43 MHz.

El control de contraste se realiza modificando la tensión continua aplicada a la pata 5. Observe la existencia de un resistor fijo de 36K a los 12V y un potenciómetro de saturación de 10K a masa conectado como reóstato, con un resistor de 6K2 en serie. Dibujando este circuito en el Multisim se puede determinar que la tensión de saturación varía de 1,76 a 3,72V.

Una vez que el color killer abrió se puede observar que la señal sale por la pata 28 con destino a la entrada de la línea de retardo y el preset de compensación de la pérdida de la línea.

En la pata de salida se obtiene una señal con una amplitud de 1V cuando el control de saturación se encuentra a mitad de recorrido y varia de 2V como máximo a 0V como mínimo. Esta señal se puede medir con un osciloscopio o con nuestro voltímetro sintonizado. Observe que en este circuito la señal aplicada a la línea tiene una fase inversa a la del circuito clásico con transistor. Esto significa que la conexión de la salida de la línea debe estar invertida.

Como toda línea de transmisión la línea de retardo de crominancia tiene una impedancia característica que en nuestro caso es de 450 Ohms. Por esa razón se colocan R504 y R509 de 430 Ohms. C501 opera como un capacitor de paso que evita la llegada de tensión continua a la línea de retardo. C507 realiza una pequeña compensación de fase junto con R501. Observe que el fabricante confía tanto en la precisión de la capacidad de salida de la línea, que coloca un valor fijo como inductor de salida.

Con referencia al oscilador de recuperación de portadora podemos decir que solo existe una pata disponible para el cristal (la 26) y que dicho cristal se conecta con un capacitor en serie.

En este caso el cristal no está el camino de la realimentación sino que deriva la realimentación a masa. La realimentación es entonces interna y positiva porque se establece entre el emisor y el colector y máxima a la frecuencia de 7,16 MHz en la que resuena el cristal.

El gatillado del burst y la señal para el CAFase se obtiene de la misma señal de entrada que se genera en el CI que combina los generadores horizontal y vertical el TDA 2579. Esa señal se llama SSC de Super Sand Castle (super castillo de arena) por su parecido con la almena de un castillo que además tiene sumada un pulso de borrado vertical.

Fig.4 Oscilograma de la señal de SSC

El nivel de cero del osciloscopio se ajusto a mitad de pantalla. La sensibilidad vertical del osciloscopio fue ajustada a 3 V/div y la horizontal a 10uS/div. La línea blanca continua que se observa superpuesta a nivel de 3,5 V es el pulso de borrado vertical.

• El pulso fino más alto se produce exactamente durante el pulso de burst y permite separarlo para operar el CAFase.
• El pulso más ancho se utiliza para el borrado horizontal con un nivel de 5V y el valor pap de la señal es de 9V.

El filtro de CAF no es el clásico sino que se encuentra conectado en serie con la señal de error. Es decir que la señal de error no se aplica directamente sino a través de un RC serie formado por R510 y C511. En ambos extremos de este filtro se debe aplicar una polarización de alrededor de 11V que se genera a través del divisor R510 y R511 y se aplica por R517 y R512.

La segunda sección del demodulador es la clásica con la salida de componentes R V A por las patas 13, 15 y 17 respectivamente. Estas patas requieren un resistor a masa de 1K8 para su correcto funcionamiento. Observe que las tres patas de salida están protegidas con diodos 1N4148 conectado en inversa sobre la fuente de 12V. Estos diodos están en inversa durante la operación normal pero cuando se produce un flashover evitan que la tensión supere los 12V salvando la vida del integrado. Para las tensiones negativas el integrado está protegido intrínsecamente debido a su circuito.

Observe que hay tres patas conectadas a los bloques de salida que en este caso no tienen conexión (12, 14 y 16). Estas patas están dedicadas al teletexto que es un servicio normalmente brindado en Europa y también pueden usarse para realizar el OSD.

La sección de luma

Filtrando la señal de salida de la FI con un filtro cerámico que elimine 3,58 MHz se puede conseguir una excelente señal de luminancia para aplicar a la matriz final; pero no debemos olvidar que la señal de luma requiere algunos procesos especiales antes de su uso. Esta totalmente claro que se requiere el agregado de un control de contraste y un control de brillo. Pero además es imprescindible realizar un proceso de restauración del nivel de negro, si en algún punto del circuito se utiliza un capacitor de acoplamiento de la señal de luma.

Inclusive muchos fabricantes emplean un control llamado Sharpness que modifica la definición de la imagen para reforzar las transiciones en alguna transmisión analógica que puede estar saliendo con baja definición o para reducir el ruido en transmisiones de baja potencia, reduciendo la definición.

Cuando se agrega el control de Sharpness es normal que la señal de luma ingrese al integrado de salida por dos patas diferentes; por una ingresa solo las frecuencias más altas del video y por el otro las frecuencias medias y bajas. Luego sumando controladamente ambas señales se logra la definición deseada por el usuario.

Una de las razones de que eligiéramos este TV como ejemplo es que en el se pueden observar todos los filtros y líneas de retardo que en otros TVs mas modernos permanecen ocultas. En nuestro caso se puede observar la existencia de un premplificador de luma construido con Q202 y Q203.

Justamente entre la base de Q202 y masa se encuentra un filtro cerámico equivalente a una trampa serie que es una muy baja impedancia para las frecuencias de 3,58 MHz. Es decir que la todas las frecuencias de video son aplicadas por medio del circuito serie R201, R213 y L203 salvo la de 3,58 MHz y cercanas que son derivadas a masa.

El transistor Q202 parece un amplificador de video pero en realidad atenúa levemente la señal de base porque el resistor de emisor es más alto que el de colector.

El segundo amplificador tampoco amplifica por las mismas razones pero observamos que genera un leve refuerzo de altas frecuencias mediante C202 y R205. En realidad en ambos casos los transistores se utilizan como adaptadores de impedancia; el primero de la trampa cerámica y el segundo de la línea de retardo de luma.

Todos los TVs poseen una línea de retardo de unos 400 nS cuya función es la siguiente: teóricamente se puede demostrar que cuando más grande es el corte de frecuencias altas de un amplificador, menor es el tiempo que tarda la señal en atravesarlo. En nuestro caso, la croma atraviesa un amplificador con un ancho de banda de 1 MHz y la luma uno de 4 MHz. Esto implica una demora mayor de la luma con respecto a la croma, que se compensa con la línea de retardo de luminancia.

Estas líneas son propensas a fallar por tratarse en el momento actual de un componente bobinado con un alambre muy fino, del orden de los 0,07 mm de diámetro. Un diseño más moderno de la línea de retardo, incluye un rechazo de 3,58 MHz con lo cual la línea se comporta también como filtro de 3,58 MHz.

Las líneas de retardo de este tipo suelen tener una impedancia característica de 1600 Ohms. En nuestro caso la adaptación se logra por intermedio de R208 en serie con R207 como resistencia de generador y R209 en paralelo con la impedancia de entrada como carga.

Observe que el último componente de la cadena es el capacitor C514 en donde se pierde el acoplamiento a CC del sistema. Por lo tanto se impone una restauración dentro del TDA3562. La primera pregunta que se hace el estudiante es porque no se realiza un acoplamiento a la CC para evitar la posterior restauración. La respuesta es muy sencilla; porque en realidad lo que se hace es una restauración a un nivel variable con el control de brillo.

En los TVs de blanco y negro se acostumbraba a variar el brillo modificando el valor medio de la señal en el cátodo del tubo perdiendo el nivel de negro. En los TV color es imprescindible mantener el nivel de negro para evitar que se produzcan variaciones de matiz al cambiar el brillo medio de la imagen.

Si observamos el diagrama en bloques, se ve que el amplificador de luma esta rodeado por el control de contraste y el control de brillo. La realidad es que esos controles deberían llamarse de un modo totalmente diferente.

• El nivel de brillo en realidad modifica el negro de la imagen y el nivel de contraste el blanco. En el fondo se consigue el mismo efecto pero operando de otro modo.
• El nivel de blanco se modifica cambiando la amplificación del amplificador de luma, pero con la acción posterior que es mantener el nivel de negro a una tensión dada por el control de brillo.

Lo importante es entender que parte de la señal se mantiene al nivel de continua elegido y cuales son los componentes que pueden afectar esta función del TV.

El nivel de continua se restituye con el uso de un detector sincrónico que opera con el pulso fino de la almena del SSC. En ese momento la señal de video presenta el pulso de burst montado sobre el nivel de negro pero en el canal de luma el burst fue eliminado por X201 de modo que la señal presenta un valor fijo. S

i Ud. observa, sobre la pata 10, existe un capacitor llamado C513. Ese capacitor, del tipo poliéster metalizado, se encarga de retener el nivel de continua del detector sincrónico. Posteriormente este nivel se aplica a un comparador que lo compara con el nivel deseado de negro entregado por el control de brillo y genera un valor medio que se suma al la señal de video filtrada, modificando de este modo el brillo aplicado por la pata 11.

En realidad el nivel de brillo no solo depende del nivel deseado por el usuario. Todos los TV’s modernos poseen un sistema llamado ABL (automate brigth level = control automático de nivel de brillo) que lee la corriente que circula por el tubo y la limita a un valor de aproximadamente 1 mA para evitar el sobrecalentamiento de la mascara ranurada cuando el usuario desea un valor de brillo muy alto o cuando se produce alguna falla en el control manual de contraste o en el amplificador de luma o croma.

Otra señal que debemos dejar para mas adelante es la que ingresa por la pata 18 y que está destinada al ajuste automático de blanco. El uso de esta señal será explicado cuando se analicen los amplificadores de R V y A de la plaqueta del tubo.

Reparaciones en la sección de luma

Se trata de una sección sumamente simple de reparar en donde todo consiste en seguir la señal por los diferentes sectores del circuito con un instrumento adecuado. El osciloscopio es el instrumento ideal para realizar la prueba de esta sección, siempre conectando un generador de barras de colores o de escalera de grises sobre la entrada de antena o de audio y video.

Si Ud. no tiene osciloscopio le quedan dos alternativas; una es el uso de nuestra sonda de RF que tiene respuesta a los pulsos de sincronismo horizontal que indican el máximo de la señal. El otro es el uso de un parlante con amplificador del tipo para PC. Por supuesto que es muy difícil escuchar las componentes de 15.625 KHz pero seguramente escuchará las componentes de 50 Hz del sincronismo vertical.

Conclusiones

En esta lección terminamos de analizar una etapa de luma y croma de un TV mononorma. En la próxima lección vamos a analizar un TV multinorma manual y un TV multinorma automático.