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Mantenimiento y Reparación de Nº 4 Director de la Colección Club Saber Electrónica Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo Administración Argentina: Teresa C. Jara Administración México: Patricia Rivero Rivero Comercio Exterior Argentina: Hilda Jara Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero Director Club Saber Electrónica: Luis Leguizamón Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo Coordinador Internacional José María Nieves Publicidad Argentina: 4301-8804 - México: 5839-5277 Staff Victor Ramón Rivero Rivero Ismael Cervantes de Anda Olga Vargas Natalia Ferrer Carla Lanza Valeria Marino Diego Pezoa Gastón Navarro Fernando Ducach Areas de Apoyo Catalina Jara Teresa Ducach Diego Bougliet Fernando Flores Claudio Gorgoretti Paula Vidal Raúl Romero Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Luis Leguizamón Club Saber Electrónica. Fecha de publicación: Abril de 2005. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – 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. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

Reproductores

de CD

Hoy en día, encontramos equipos electrónicos tan baratos como un disckman pequeño o tan caros como un reproductor de DVD profesional y todos ellos emplean un sistema capaz de leer la información contenida en un disco por medio de un pick-up óptico. Y aunque el DVD sea un aparato moderno, para reproducirlo se emplean mecanismos similares al empleado para la lectura de un CD. Con este tomo de la revista “Club Saber Electrónica” queremos darle al técnico, al estudiante y a los amantes de la electrónica en general, las herramientas necesarias para que puedan realizar el mantenimiento y la reparación de reproductores de CD, comenzando con la explicación de cómo se realiza la grabación y la lectura de un disco, qué es un laser, cómo se conforma un pick-up óptico y los diferentes mecanismos que intervienen en el movimiento del pick-up para que pueda realizarse la lectura de datos. El texto fue escrito por el Ing. Alberto H. Picerno y compilado por la redacción de Saber Electrónica, surgiendo un texto mejorado y actualizado de lo publicado en Saber Electrónica edición Argentina, entre agosto de 1999 y julio de 2002. Como siempre decimos, es preciso aclarar que este tomo es una colección preparada por Editorial Quark, responsable de Saber Electrónica en español para toda América, y que surge como una necesidad de brindar información adicional a nuestros lectores, al mejor estilo de “Los Especiales de Saber Electrónica”. En este texto se mencionan manuales de servicio, CDs, videos y bibliografía adicional, que puede conseguir en cualquiera de nuestros distribuidores (vea en nuestra web: www.webelectronica.com.ar el representante más cerca de su localidad, tenemos más de 100 distribuidores en 12 países de América Latina). En Argentina puede conseguirlos en Editorial Quark SRL, Herrera 761, (1295) Buenos Aires, tel.: (005411) 4301-8804, mail: [email protected]. En México los consigue en Cerrada Moctezuma Nº 2, esquina Av. de los Maestros, Colonia Santa Agueda, Ecatepec de Morelos, tel.: (005255) 5839-5277, mail: [email protected] El siguiente tomo de esta revista (que será publicada el mes próximo) está destinado a Robótica y Autómatas Programables y, si Ud. lo desea, puede suscribirse a esta obra llamando en Argentina al teléfono (011) 4301-8804 y en México a LADA SIN COSTO 01800 00 55 800. Por último, les comentamos que al cierre de esta edición se estaba preparando un tomo complementario a éste, destinado a conocer los demás bloques de un modular de audio con reproductor de CD. Obra Completa Club Saber Electrónica ISBN Nº: 987-1116-42-X

Ing. Horacio D. Vallejo

Mantenimiento y Reparación de Reproductores de CD INDICE DE LA OBRA COMPLETA 1) La Grabación de Datos en el Disco Compacto.....................................3 1.1 Introducción ............................................................................................3 1.2 El audio digital........................................................................................3 1.3 Cómo se graban los números ..................................................................4 1.4 El canal de señal......................................................................................5 2) El Laser ..................................................................................................8 2.1 Introducción - Fuentes de luz.................................................................8 2.2 Sobre un reproductor de CD .................................................................11 2.3 Movimiento de la lente .........................................................................12 2.4 Los fotodiodos ......................................................................................12 2.5 Conversores y Matrices.........................................................................13 2.6 Procesamiento y amplificación de las señales de error.........................14 2.7 Búsqueda de foco..................................................................................14 2.8 El movimiento radial con motor ...........................................................15 2.9 Circuito del excitador del laser .............................................................15 2.10 Síntomas de la oscilación de UHF......................................................17 2.11 Reparaciones en el driver del laser......................................................18 3) Cómo medir el estado de un laser .......................................................19 3.1 Introducción ..........................................................................................19 3.2 Sensores de luz......................................................................................19 3.3 Observación a ojo desnudo ...................................................................21 3.4 Fotómetro con fotodiodos.....................................................................21 3.5 Fotómetro con fototransistor.................................................................24 3.6 Fotómetro con un CI de fotodiodos ......................................................24 3.7 Ajustes de la intensidad de luz y de la posición de la TOC..................25 4) El Pick-up.............................................................................................27 4.1 Introducción ..........................................................................................27 4.2 Generación del rayo laser......................................................................27 4.3 Optica fija..............................................................................................28 4.4 Reparaciones y ajustes del sistema óptico ............................................30 4.5 Algunas variantes comunes...................................................................31 4.6 Compresor para limpieza del pick-up...................................................32 4.7 Los pick-up más modernos ...................................................................33 5) El sistema de movimiento de la lente ..................................................34 5.1 Introducción ..........................................................................................34 5.2 Precisión del enfoque y la posición del haz..........................................34 5.3 Velocidad de las correcciones ...............................................................35 5.4 Probador universal de pick-up ..............................................................37 6) El circuito de entrada ..........................................................................40 6.1 Introducción ..........................................................................................40 6.2 El conjunto de fotodiodos y el restador de FE (error de foco)..............40 6.3 Los errores permanentes de foco y el control de ganancia ...................42 6.4 El problema del arranque del sistema (búsqueda de foco) ...................43 6.5 Las fallas en la búsqueda de foco .........................................................46

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7) Funcionamiento del servo ...................................................................48 7.1 Introducción ..........................................................................................48 7.2 La rutina de arranque ............................................................................48 7.3 Disposición completa del servo de arranque ........................................50 7.4 El circuito de FOK................................................................................51 7.5 El circuito de FZC.................................................................................52 7.6 Señales de servo de foco con FOK y FZC............................................52 7.7 La búsqueda de foco .............................................................................53 8) El amplificador de error de foco .........................................................55 8.1 Introducción ..........................................................................................55 8.2 Condiciones de funcionamiento del servo de foco ...............................55 8.3 Amplificadores de error de foco y filtro ...............................................56 8.4 Método de prueba de la respuesta en frecuencia ..................................58 8.5 El problema de la respuesta en frecuencia del canal de foco................59 8.6 Algunos consejos para el service de reproductores de CD...................61 9) Cómo se genera la señal de búsqueda ................................................62 9.1 Introducción ..........................................................................................62 9.2 El generador de búsqueda .....................................................................63 9.3 Fallas en el generador de búsqueda ......................................................64 10) Análisis del modo de reproducción ...................................................66 10.1 Introducción ........................................................................................66 10.2 Falla del servo de tracking ..................................................................67 10.3 El símil del avión fumigador...............................................................68 11) El sistema de desplazamiento radial..................................................71 11.1 Introducción ........................................................................................71 11.2 Sistema D’ansorval .............................................................................71 11.3 Sistemas a corredera............................................................................72 11.4 Algunas fallas mecánicas del servo de tracking..................................74 12) Cómo se realiza una lectura normal.................................................75 12.1 Introducción ........................................................................................75 12.2 La secuencia de encendido de tracking...............................................75 12.3 Comprobación del driver del motor radial..........................................76 12.4 El driver de bobinas de tracking .........................................................77 12.5 Generación de las señales del servo de tracking.................................78 13) Fallas en el motor de SLED ..............................................................80 13.1 Introducción ........................................................................................80 13.2 El movimiento compuesto del pick-up y el “Juego muerto” ..............80 13.3 Sistemas mecánicos que reducen el “Juego muerto”..........................81 13.4 Determinación del servo con fallas.....................................................82 13.5 Cómo reparar sin osciloscopio............................................................83 14) Análisis del servo de tracking en un reproductor AIWA..................85 14.2 El modo “salto”...................................................................................85 14.3 Condiciones generales de salto ...........................................................87 14.5 Circuitos AIWA con el LA9241..........................................................90 14.6 Reparación de los bloques amplificadores del motor de SLED .........93

1) L A G RABACIÓN DE D ATOS EN EL D ISCO C OMPACTO 1.1 Introducción En esta sección analizamos cómo es el formado de las diferentes señales que recorren a un reproductor de CD, ya sea para la grabación de datos en el disco como para poder leer la información que contiene. Aclaramos que, si bien hacemos referencia a equipos de audio, el principio de funcionamiento aplica también para datos (discos de datos o video VCD -) e, incluso, “hasta nos servirá”, para más adelante, entender la grabación en DVD.

la ausencia de desgaste, su bajo ruido de reproducción y la ausencia de los errores de velocidad, lloro y trino de sus parientes lejanos, los discos de vinilo.

¿Pero, qué significa que un sistema realice una lectura digital desde un disco? Para captar el concepto, imagínese al disco CD como si tuviera escrito números que representan el valor instantáneo de una señal de audio, esos números están grabados en forma de espiral divergente de modo que un observador los puede leer con sólo mover su vista desde el interior hasta el exterior del dis1.2 El Audio Digital co, ya que éste está girando de modo de poder leer siempre la misma cantidad de números por minuto. El disco CD de audio no fue el primer sistema de Ver figura 1.2.1. El observador anota los números lectura óptica que se usó comercialmente. Dejando leídos en un papel y otro los lee a un ritmo fijo deterde lado los sistemas de lectura óptica de las pistas de minado por un metrónomo (aparato que usan los múaudio de las películas de 16 mm, el primer sistema de sicos para marcar el compás). lectura óptica hogareño fue el “videodisco de 12". Esta imagen representa con toda veracidad, el 12" En efecto, extrañamente primero fue el video y lue- modo de funcionamiento de un reproductor de CD. go el sonido. Ambos sistemas comparten muchas Veamos las diferencias con respecto al viejo sistema partes comunes como el uso de un pick-up óptico analógico. En él simplemente grabaríamos los númecon laser infrarrojo y los servo controles del mismo. ros en el disco como altibajos del zurco para que una Sin embargo, entre los dos sistemas hay una enorme púa acoplada a un cristal genere un valor instantáneo y decisiva diferencia: el video disco es analógico y el de señal. El problema es que, además de ese valor CD es digital. El video disco pasó, sin pena ni gloria, instantáneo, la púa genera un ruido de rozamiento por América Latina debido al alto costo de los dis- que enmascara el valor instantáneo verdadero. Por cos, su tamaño y el precio de los reproductores, por otro lado, la velocidad a la cual salen esos valores eso muchos consideran como primer disco óptico co- instantáneos depende de la estabilidad de rotación mercial al CD de audio; pero nosotros queremos re- del disco y esa estabilidad es muy difícil de controconocer aquí la paternidad del videodisco. La dife- lar (y muy caro porque implica usar platos pesados y rencia fundamental entre ambos discos, es el carác- transmisiones mecánicas sofisticadas). ter digital del CD que revolucionó la industria con su En el sistema digital, el ruido, tal como lo conofidelidad asombrosa, su capacidad de acumulación, cemos, no existe. La vista no puede dañar el disco y la estabilidad de rotación importa muy poco porque existe un paso intermedio de acumulación en el papel. En definitiva, la salida de los números siguen al metrónomo que es el patrón de tiempos del sistema. Sólo habría que implementar tres sistemas de servo-control: uno que mueva la vista siguiendo el hipotético zurco formado por los números (movimiento radial hacia afuera); Figura 1.2.1 otro que mueva el ojo hacia arriba y hacia abajo para enfocar correctamente la superficie del disco y otro para acelerar y frenar la rotación, de manera que los números leídos del papel siempre salgan con un atraso

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casi constante. En una palabra, que el colchón de números no crezca mucho ni se reduzca peligrosamente. Ver figura 1.2.2. Nos falta aún considerar cómo los números leídos del papel se transforman en una señal eléctrica que mueve el cono del parlante. Deberá utilizarse un conversor digital a analógico que analice el número leído y lo transforme en una tensión eléctrica equivalente, que luego será amplificada por los medios clásicos. A poco de analizar esta etapa observaremos que debe generar algún tipo de distorsión, porque los números le llegan con su ritmo y, entre número y número, sólo podría mantener el último número leído como valor instantáneo de su salida. Su salida, por lo tanto, variará por saltos y la representación de la señal original que se grabó será como lo indica la figura 1.2.3. Esta distorsión suele ser considerada como un ruido llamado ruido de cuantificación, pero lo más importante es que puede reducirse tanto como lo desee, trabajando con mayor cantidad de números; por ejemplo usar 1.000 números en lugar de 100 para representar la señal analógica. Esto implica, como veremos posteriormente, que se reduce la capacidad del disco en la misma proporción en que se incrementa la precisión.

1.3 Cómo se Graban los Números Es evidente que la imagen propuesta no puede llevarse a la práctica. En principio, lo que se graba en el disco es el número binario equivalente al

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digital. Un sistema muy sencillo podría consistir en grabar pozos negros sobre una superficie metalizada y efectuar la lectura con un sistema óptico que emita luz y la recoja en un sensor fotoeléctrico. Ver figura 1.3.1 Este sistema parece el único posible pero, sin embargo, con un poco de complicación electrónica se puede usar menor espacio del surco hipotético para transmitir la misma cantidad de información. Si

L A G RABACIÓN nos ponemos de acuerdo en que las transiciones implican un "uno" y los estados estables de pozo o espejo un cero, podríamos escribir el mismo número como lo indicamos en la figura 1.3.2. ¿Por qué dibujamos la señal de CLOCK en las figuras 1.3.1 y 1.3.2? Porque la señal de CLOCK nos permite saber cuándo debemos leer un dato. En efecto, los datos se leen sólo durante las transiciones de CLOCK, de ese modo se evita el ingreso de datos falsos. ¿Debemos entonces grabar una señal de CLOCK en una pista paralela al disco? No, esto reduciría la cantidad de datos grabados a la mitad y ése es un lujo que no podemos permitirnos. Realmente, el método utilizado es generar una señal de CLOCK de los mismos datos grabados, pero esto significa que debemos hacer un cambio de código porque si grabamos directamente los números binarios podríamos tener un pozo o un espejo que podría durar 20 o 30 segundos. Esto ocurre, por ejemplo, en el silencio entre dos temas. Silencio significa una continuidad de ceros y si usamos el código de transición, esto significa un pozo o un espejo que dure tanto como dura el silencio entre dos temas y sería imposible recuperar el CLOCK.

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Para evitar este problema se utiliza una decodificación de datos que se llama, "criterio de largo de PIT". La palabra "PIT" puede interpretarse como el acrónimo de PHOTO BIT o simplemente como la traducción de pozo al inglés. El criterio del largo de PIT indica que los pozos o espejos deben tener un largo comprendido entre 3 y 11 T siendo T la longitud equivalente a un pozo virtual cuyo largo generaría la señal de CLOCK. Ver figura 1.3.3. En un disco CD, por lo tanto, no hay más que 9 posibles largos de pozo. Los espejos también están definidos de la misma forma, su largo debe variar entre 3T y 11T. Además por norma, si juntamos todos los pozos y todos los espejos, observaríamos que ambos conjuntos tienen el mismo largo. El autor reconoce que todo esto aparece como confuso, pero el lector puede estar seguro de que esta complejidad es necesaria. El criterio del largo de PIT nos permite generar una señal de CLOCK perfecta, simplemente a partir de la señal de datos tomada por el pick-up. Si no se utilizara esa transformación de los datos, sería imposible recuperar el CLOCK de la misma señal de datos. De cualquier modo, estas transformaciones de la señal recuperada desde el disco se realiza en un circuito integrado basado en un microprocesador dirigido que no utiliza prácticamente componentes externos. Es decir, que si le entregamos la señal proveniente del disco, éste entregará una señal de salida digital idéntica a la utilizada cuando se grabó el disco antes de modificar la señal de datos.

1.4 El Canal de Señal Hasta ahora tenemos en claro que un disco debe tener sectores con pozos que no devuelven luz y otros con espejo que reflejan todo lo que reciben. El pick-up emite luz y la recibe en un fotodiodo. La corriente que circula por este fotodiodo conectado en inversa es prácticamente nula, cuando no recibe luz y se incrementa notablemente cuando una zona espejada devuelve luz. En principio, pareciera que la salida del fotodiodo debería ser una señal rectangular con flancos abruptos, pero debido al diminuto tamaño de los pozos (el haz explorador es más ancho que un pozo), la señal emergente tiene sus flancos redondeados y se parece más a una señal de pulsos sinusoidales. Ver figura 1.4.1. Todo el diagrama en bloques del canal de señal está, por lo tanto, pensado para recuperar la señal del fotodiodo, transformarla en una señal de flancos

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abruptos, decodificarla y transformarla en una señal analógica idéntica a la tomada por el micrófono durante la grabación. Ver figura 1.4.2. En este diagrama en bloques marcamos tres nombres de señales de importancia fundamental para la reparación: RF, EFM y DATAA. Estas señales marcadas con letras que representan su función, suelen repetirse en muchos equipos de diferentes marcas y modelos. RF: Es la señal de datos que sale del disco luego de una amplificación. Su nombre proviene de su forma de onda y su frecuencia pero, en realidad, está muy lejos de ser una sinusoide perfecta. Si lo fuera no podría traer datos. En realidad, es una serie de pulsos redondeados con una duración de 3T a 11T. Como estos pulsos tienen duraciones armónicas de T, lo que se ve en un osciloscopio tiene un oscilograma característico que mostramos en la figura 1.4.3 y que podemos llamar el oscilograma fundamental del reparador dada su importancia. Este oscilograma se forma por superposición de las formas de los 9 pits posibles que tiene grabado un disco. En algunos libros se le da también el nombre de señal "ojo de pescado". La separación entre las pendientes son las correspondientes a dos sinusoides de un tiempo T de 0,231µS con una frecuencia de 4,3218MHz. La amplitud de RF depende de muchas variables pero en un equipo que funcione correctamente (y con un pick-up nuevo) es de 1,6 V pico a pico, siendo éste, un valor prácticamente uniforme para equipos de diferentes marcas y modelos. EFM: Es la señal de RF que pasó por un circuito recortador o cuadrador. Su nombre proviene de Eigth to Fourteen Modulation o modulación de 8 a 14, que tiene relación con el sistema utilizado para la

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transformación del código binario al criterio del largo del pit. En el estudio de grabación se utiliza un laser para iluminar un disco metalizado recubierto de material sensible a la luz. Luego, por revelado y de-

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pósito de metales, se consigue fabricar una matriz de punzonado, en donde existen salientes que generan pozos en los discos de producción. Ese laser del estudio de grabación se excita con una señal llamada EFM. Es decir que luego del recortador (Data Slicer, en inglés) se recupera la señal original que generó al disco. En la figura 1.4.4 mostramos un dibujo de EFM. DATAA: Señal digital de datos de audio (en muchos equipos simplemente DATA). Es un puerto serie de salida de datos, equivalente a la señal digitalizada de audio existente en el estudio de grabación. En algunos equipos, esta señal se envía al llamado conector óptico hembra de audio, que se conecta por fibra óptica a amplificadores con entrada óptica digital. Esta señal no es repetitiva y, por lo tanto, no puede visualizarse en el osciloscopio, pero siempre pue-

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de verificarse que en DATA se observen los valores lógicos alto y bajo con las transiciones y forman un fondo difuso. Ver figura 1.4.5. En el trabajo de reparador de reproductores de CD es fundamental recordar el nombre de las señales más comunes, tal como es la costumbre en el mundo de las técnicas digitales. Las señales vistas tienen nombres aceptados casi universalmente, a veces con el agregado de una letra O o I para indicar entrada o salida (0 = output = salida; I = input = entrada). Una excepción es la señal RF que algunos fabricantes llaman HF (de High Frecuency = alta frecuencia). En la figura 1.4.2 incluimos un bloque llamado PLL (de Phase Locked Lock = lazo enganchado de fase). El PLL tiene varias funciones importantes: primero digamos que, en realidad, es un bloque compuesto por un VCO (de Voltage Controled Oscilator = oscilador controlado por tensión) y un APC (de Automatic Phase Control = control automático de fase). La función del PLL es sincronizarse con los datos de entrada de modo de mantenerse a ritmo con los mismos en tanto ellos estén ingresando con un flujo cercano al nominal (por ejemplo dentro de un rango de ±30%). Luego la señal del VCO servirá como CLOCK para la lectura de datos. Además, comparando esta frecuencia con un oscilador a cristal se puede corregir la velocidad del motor de rotación para que el flujo de datos de entrada sea el nominal. Ver figura 1.4.6.

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2) E L L ASER 2.1 I NTRODUCCIÓN - F UENTES

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Pocos dispositivos de nuestro mundo moderno envuelven tanta fantasía como el rayo laser. No existe película de espionaje o de ciencia ficción donde los malos no destruyan el mundo entero con un cañón laser o derritan un edificio con una pistola laser que no puede cargar más que dos pilas medianas. En esta sección vamos a explicar qué es un laser, cómo se descubrió y cómo se aplica en un reproductor de CDs. Daremos una explicación por demás sencilla, dado que la comprensión puntillosa del tema involucraría el conocimiento de temas de física atómica sumamente complejos, que escapan al contenido de este curso y que no hacen a nuestro trabajo de reparadores. La luz, es un fenómeno electromagnético que no se diferencia mayormente de la emisión electromagnética de una antena de radio o TV, salvo en su longitud de onda. La propagación por antenas se limita a longitudes de onda de algunos milímetros que corresponden a frecuencias del orden de los GHz. Por ejemplo, una longitud de onda de 10 mm corresponde a una frecuencia de 30GHz que puede considerarse como límite actual de las transmisiones vía satélite, aunque difícilmente superen los 6GHz que corresponden a longitudes de onda de 50 mm. Las antenas, en estos casos, son del tipo parabólicas y se asemejan mucho a los espejos parabólicos utilizados en los telescopios ópticos. La luz visible abarca longitudes de onda desde 350 mm hasta 750 mm; es decir, que está muy lejos de ser monocromática, se asemeja más a una banda de frecuencias de radio, como por ejemplo la de AM de 530 a 1610kHz. El color verde se encuentra en el medio del espectro con longitudes de onda del orden de los 500 mm; es decir, 10.000 veces más pequeñas que las utilizadas por los satélites que corresponden a frecuencias de 60.000GHz. El fuego, la luz del Sol, la incandescencia de un metal, son las fuentes de luz visibles más conocidas y pertenecen al grupo de las llamadas fuentes de luz incoherentes junto con otras menos conocidas como la fluorescencia y la emisión diódica (la del conocido LED). La luz incoherente se asemeja a una multitud de emisores de radio que, concentrados en una zona, emiten en frecuencias casi iguales pero no en-

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ganchadas en fase (evidentemente sus campos no podrán sumarse directamente, ya que no llegan con la misma fase al receptor). La fuente emisora de luz elemental es el mismo átomo. Cuando un átomo se excita (por ejemplo al calentarlo), cambia la estructura de las órbitas de sus electrones, que al poseer mayor velocidad (mayor energía cinética) recorren una órbita de mayor radio. Este estado del átomo es inestable y al cabo de un pequeño tiempo, el átomo regresa a su estado estable. Para ello, el o los electrones deben reducir su energía cinética sobrante y lo hacen emitiendo un pulso de energía electromagnética. Si la frecuencia de esta energía emitida cae dentro del espectro visible, ese átomo es una fuente de luz visible. La emisión de un sólo átomo no tiene suficiente intensidad como para ser observada por el ojo humano. Pero en un filamento de una lámpara incandescente o en la llama de una vela existen trillones de átomos que emiten trenes electromagnéticos en forma constante. Estas energías sumadas al azar (porque cada emisión es independiente de la otra y emiten sus pulsos en momentos diferentes) generan suficiente energía como para ser observada por el ojo humano, que por su persistencia retinaria lo detecta como un fenómeno continuo. La frecuencia de emisión, depende del material utilizado como fuente de luz primaria y, en general, no se trata de una frecuencia única sino de una banda de frecuencias que pueden cubrir todo el espacio visible. Estas fuentes son, por lo tanto, policromáticas e incoherentes porque cada átomo emite un pulso en forma individual y no coincidente en el tiempo. Como el ojo humano tiene sensores que responden a diferentes longitudes de onda (al rojo, el verde y el azul), el cerebro interpreta estas fuentes e indica qué coloración tiene la luz de acuerdo a la energía irradiada de cada color. Si los tres tipos de receptores se excitan en una determinada proporción, en nuestro cerebro, la luz es estimada como de color blanco. Si la longitud de onda coincide con la de algún receptor, el cerebro interpreta la luz como de ese color. Los receptores del cerebro no responden a una sola longitud de onda sino a una banda; esto es lo que permite detectar colores compuestos. Cuando un gas se ioniza, sus átomos devuelven la energía en una banda muy estrecha y se dice que la luz emitida es monocromática. En realidad, sigue siendo policromático pero en una banda mucho más

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estrecha y además no deja de ser incoherente. Los dispositivos ópticos que concentran los rayos de luz que salen de un emisor son conocidos como espejos parabólicos y lentes ópticas. Su capacidad para enfocar un rayo de luz paralelo en un solo punto, llamado foco, es dependiente de la longitud de onda de la luz incidente. Si la luz es policromática, su poder de concentración se ve alterado y es imposible lograr un solo punto de enfoque. Ver figura 2.1.1. Si observando la iluminación sobre una pantalla, enfocamos el color verde, veremos una corona de ro-

jo y azul alrededor del punto central blanco (único lugar donde confluyen los tres colores). Ver figura 2.1.2. Si pretendemos lograr un haz de luz que se concentre en un solo punto, debemos utilizar una fuente de luz monocromática; pero aun así, sabemos que esas fuentes de luz son levemente policromáticas y no pueden generar un punto de diámetro mínimo. Albert Einstein predijo matemáticamente que se podría construir un dispositivo generador de luz coherente; es decir, donde todos los átomos de la fuente primaria emitieran sus pulsos o trenes de ondas electromagnéticas en forma sincronizada. Esta sincronía fuerza la característica monocromática de la luz emitida, porque cuando dos fuentes de luz se sincronizan en fase están por principio sincronizadas en frecuencia. Einstein no construyó este dispositivo porque la ciencia de ese momento no hacía posible su construcción, pero más adelante otros científicos tomaron sus teorías y construyeron dispositivos prácticos con fuentes primarias de helio y argón (dos gases raros). El laser gaseoso, por sus dimensiones, no podía ser aplicado a productos de electrónica de entretenimiento. Recién en 1962 se inventó el laser de estado sólido en los laboratorios del MIT, durante un experimento dirigido por Theodore H. Maiman. La facilidad de uso del laser de estado sólido interesó a los diseñadores electrónicos por su cualidad de generar rayos concentrados de luz, que permiten grabar y leer información. Con un rayo absolutamente monocromático es posible cortar una barra de acero, simplemente porque es posible enfocarlo tan perfectamente como para que desplace una feta de moléculas del metal. Como vemos, el laser no se caracteriza por su elevada energía, sino por el hecho de poder enfocarla con precisión. El laser de estado só-

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lido se construye a partir de un LED. Básicamente es de construcción sencilla, tal como podemos observar en la figura 2.1.3. Observe que se trata de un LED de forma cúbica con dos espejos obtenidos por metalización sobre el led. Uno de estos espejos, tiene un diminuto orificio de salida, por donde emerge el rayo de luz laser. Todo el conjunto se encapsula en una cápsula metálica que cumple con la función de disipar el calor excedente. El proceso comienza con la emisión incoherente de los átomos de silicio como en cualquier LED. La emisión de pulsos de luz puede asimilarse a la emisión de una partícula subatómica llamada fotón. Estos fotones comienzan un recorrido azaroso; pero la construcción cerrada por los dos espejos y las dimensiones del dispositivo (armónica de la longitud de onda de la luz emitida) hace que los mismos se ordenen en oleadas que contribuyen a sincronizar la emisión de otros átomos (observe su similitud con una cavidad resonante). Para lograr el efecto laser se necesitan una determinada cantidad de fotones. Es decir que la emisión con baja corriente que circula por el LED es emisión incoherente característica del LED. Pero a partir de cierta corriente llamada “de codo”, ocurre un efecto de avalancha de fotones, dado que éstos comienzan a multiplicarse como en una reacción en cadena. En los primeros laser de estado sólido, esta corriente de codo era del orden de los 100mA, pero en la actualidad existen dispositivos que sólo requieren 25mA. Ver figura 2.1.4. El dispositivo, intrínsecamente no tiene desgaste porque no se consume ningún componente. Sin embargo, los elevados niveles de corriente hacen que los espejos sufran contracciones y dilataciones que terminan reduciendo su capacidad de reflexión. Esto se traduce en una pérdida de fotones y en la necesidad de incrementar la corriente para mantener la iluminación constante. El efecto es degenerativo y llega el momento en que la corriente necesaria para mantener la emisión es tan elevada, que el dispositivo se funde. Por este motivo el material utilizado para fabricar la fuente primaria suele ser el arseniuro de galio con impurezas de zinc, que soporta altas temperaturas (480ºC) sin perder su estructura cristalina. Lamentablemente, este material emite una longitud de onda de 780nm, es decir que se encuentra por debajo del rojo en el llamado espectro infrarrojo cercano que va desde 700 a 850nm. Decimos lamentablemente porque, por un lado,

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la luz será invisible (y por lo tanto, más peligrosa) y por otro, no permitirá el grado de concentración que pudiera tener un haz verde o, mejor, azul. En el DVD, esto fue corregido en parte porque se utiliza una fuente de luz en el rojo visible. Diodo Laser Práctico Lo que se pretende de un diodo laser es que mantenga su nivel de iluminación constante. Para lograrlo no hay nada mejor que montar en la misma cápsula un fotodiodo, que tome parte del rayo laser emitido. Ver figura 2.1.5. La polaridad del laser y el diodo monitor puede variar de un equipo a otro, aunque existe una disposición que es la más utilizada, en donde el cátodo del laser y el del diodo monitor están, ambos, conec-

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tados a masa. Ver figura 2.1.6.Una disposición mecánica, como la indicada en la figura 2.1.5, tiene una evidente falta de homogeneidad en la producción. Es decir que el acoplamiento óptico entre el diodo laser y el diodo monitor varía notablemente. Esto implica que los circuitos utilizados deben compensar esta tolerancia mediante el uso de un preset que normalmente se llama de “ajuste de corriente del laser”. Este preset es uno de los más importantes de un reproductor porque del mismo depende la energía luminosa que devuelve el disco y, por lo tanto, determina la amplitud de la señal RF que nos trae los datos.

2.2 Sobre un Reproductor de CD Piense en un reproductor de discos fonográficos. La púa sigue el surco porque las paredes del mismo tienen un ángulo de 45º y el peso del pick-up la lleva a su punto de equilibrio mecánico.

En la figura.2.2.1 mostramos cómo se produce el centrado automático de una púa que se apartó levemente de su camino. En cuanto a la altura de la púa sobre el disco, podemos decir que está fijada por la interferencia mecánica que se produce entre ella y el fondo del surco. Pero observe que si el disco tiene alabeo (no es plano sino que es levemente curvo) la púa realizará un movimiento vertical que acompaña a la distorsión del plano. Un pick-up necesita enfocar constantemente la superficie metalizada del CD para explorarlo con un haz lo más fino posible. En este caso, el movimiento de enfoque se produce sobre una lente de reducidas dimensiones por donde pasa el haz de luz generado por un diodo laser. Ver figura.2.2.2. En principio este diagrama muy rudimentario nos permite observar la equivalencia entre el pick-up óptico y mecánico. Observe que sólo tenemos una fuente de luz laser (elegida por sus cualidades de luz monocromática fácil de enfocar) que atraviesa un espejo semi-transparente y llega a la lente móvil. Esta concentra el haz, que al llegar al plástico transparente del disco se termina de concentrar formando un mínimo punto en la superficie metalizada del disco (allí donde están grabados los pozos). Observe que moviendo la lente hacia arriba y hacia abajo se logra enfocar el haz sobre la superficie metalizada. Si colocamos un CD alabeado, el pick-up óptico estará quieto pero la lente se moverá volando sobre el disco para mantener una distancia constante entre ella y la superficie metalizada que es igual a su distancia focal. El mismo sistema debe encargarse del seguimiento del surco y lo hace con un movimiento que sigue la espiral del surco, con sus lógicas desviaciones provocadas por lo errores de construcción. Ver figura.2.2.3. La lente no puede moverse para barrer toda la superficie del disco. Ella sólo hace una corrección fina, pero cuando se en-

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cuentra cerca de su punto máximo de desplazamiento mecánico, un motor llamado SLEED (patinamiento) mueve todo el pick-up hacia fuera, al mismo tiempo que la lente se mueve hacia adentro para no perder la lectura del surco (algunos fabricantes llaman a este motor como: “Motor de movimiento radial” y a la bobina de tracking como de corrección radial). El encendido de este motor dura apenas una fracción de segundo; tiempo suficiente para que la lente pase a una posición más central y continúe con su trabajo de ajuste fino.

2.3 Movimiento de la Lente Sabemos que la lente se debe mover con dos grados de libertad. Ese movimiento debe ser rápido para corregir los errores del disco. Esto elimina los clásicos motores de escobillas y los movimientos mecánicos. El sistema utilizado es similar al de la bobina móvil de un parlante, sólo que en este caso existen un par de bobinas que se llaman "de tracking" (del inglés TRACK, que significa pista) y de "foco". Ver figura.2.3.1. En su momento veremos con mayor exactitud cómo es este sistema, sobre todo porque es un sistema electromecánico con alta posibilidad de fallas, pero ahora nos interesa tener una idea global del funcionamiento. Las bobinas son de baja impedancia y deben ser controladas por una etapa de potencia que en la actualidad se encuentra integrada en un CI. Por lo general este CI contiene cuatro drivers; uno para la bobina de foco, otro para la de tracking, otro para el motor de SLEED (también llamado motor radial) y otro para el motor giradiscos. Ver figura.2.3.2. Obviamente las bobinas y los motores deben tener la posibilidad de moverse en ambos sentidos y esto se consigue usando fuentes de doble polaridad + y - para los drivers o con disposiciones especiales llamadas “de salida diferencial” cuando sólo se utiliza una fuente. En realidad no aparece muy claro que el motor giradiscos (también llamado CLV por CONSTANT LINEAL VELOCITY o velocidad lineal constante) tenga que tener la posibilidad de girar en inversa, de hecho nunca gira en inversa, pero se le aplica tensión inversa para frenarlo de golpe). El

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motor radial necesita la doble polaridad porque un reproductor de CD puede programarse para ejecutar los temas en cualquier orden y en cierto momento el pick-up debe moverse desde afuera hacia adentro. Lo más importante es cómo se generan las tensiones que excitarán a estos drivers que será el tema de las próximas secciones.

2.4 Los Fotodiodos Para la función de leer los pozos y espejos de la superficie metalizada del disco, necesitamos un solo fotodiodo. Pero como el mismo sistema debe pro-

E L L ASER La posición del haz sobre el surco puede también ser determinada por la iluminación diferencial de los fotodiodos, ya que si el haz cae justo en el medio de un pozo se refleja tenuemente, pero con igual iluminación sobre A y B con respecto a C y D. Si el haz no está centrado sobre el pozo A y D se iluminará más o menos que B y C. Ver figura.2.4.3.

2.5 Conversores y Matrices

veer las señales, para alimentar los drivers se buscó el modo de reemplazar un fotodiodo grande con 4 pequeños que permiten detectar la posición y altura de la lente en función de la iluminación diferencial que se produce sobre ellos. Ver figura.2.4.1. Ahora todo depende de diseñar un sistema óptico adecuado que produzca una iluminación en círculo cuando el sistema está enfocado, o con forma de elipse cuando está desenfocado (sistema óptico con simetría cilíndrica). Ver figura.2.4.2.

Las pequeñas señales de los fotodiodos deben ser amplificadas y procesadas para obtener las llamadas señales de error de foco y de tracking. Estos circuitos serán analizados con posterioridad pero aquí adelantamos que se realizan con amplificadores operacionales que se integran en el primer CI del reproductor, contando a partir de los fotodiodos, y que generalmente, se llaman amplificadores de RF y matrizadores de señales de error. Los operacionales se conectan en el modo sumador y restador, de modo de obtener tensiones que respondan a dos sencillas ecuaciones: FE = (A+C) - (B+D) TE = (A+D) - (B+C)

FOCUS ERROR TRACKING ERROR

Analizando estas ecuaciones se observa que el signo y la amplitud de FE y TE dependen del modo como están iluminados los fotodiodos. Si el haz es perfectamente circular y pasa por el medio del surco hipotético se cumplirá que FE = 0 y TE = 0 indicando que el haz está enfocado y centrado y que no es necesario realizar correcciones a través de las bobinas de FOCO y TRACKING. Por supuesto, éste es un caso hipotético que nunca se da. Ambas señales tendrán valores positivos o negativos que estarán fluctuando en función del giro del disco. ¿Cómo se obtiene la señal RF cuando los diodos están partidos en 4? Simplemente a través de otra ma-

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triz de amplificadores operacionales que cumple con otra ecuación que dice: RF = A+B+C+D (SEÑAL DE RF) Sintéticamente, ésta es la suma de las señales de los cuatro fotodiodos y es equivalente a la amplificación de un solo fotodiodo de mayor tamaño. En su momento, vamos a explicar que lo visto hasta aquí corresponde a los llamados pick-up de simple haz; actualmente se utilizan pick-up de triple haz que tiene 6 fotodiodos ya que se emplean dos extras destinados a una matriz de tracking especial. Esto no cambia el criterio general de funcionamiento, que es en todo similar para ambos sistemas.

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temas de lazo cerrado. En la figura.2.6.1 dibujamos el diagrama general del servo de foco pero aclaramos que el de tracking se comporta de modo similar. Cuando este circuito funciona correctamente, la lente se mantiene enfocada sobre el disco. Imagínese que Ud. intenta mover la lente con un palillo. Inmediatamente los fotodiodos aparecen iluminados diferencialmente, esta diferencia se transforma en tensión a la salida de los 4 amplificadores y la matriz genera una tensión diferente de cero, que luego de filtrada y amplificada se aplica al driver de potencia que termina generando una fuerza, mediante las bobinas de foco, igual y opuesta a la que realizó Ud.

2.7 Búsqueda de Foco 2.6 Procesamiento y Amplificación de las Señales de Error Las señales de FE y TE deben filtrarse y amplificarse antes de ser enviadas a las bobinas de corrección. El filtrado nos garantiza que los dos sistemas de servo trabajen adecuadamente, evitando correcciones tan rápidas que hagan oscilar la lente. La amplificación prepara la señal para atacar al amplificador de potencia o driver de bobinas. Lo importante, por ahora, es entender que ambos servos se comportan como sis-

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Lamentablemente los circuitos no son tan simples como lo que mostramos hasta ahora. Ambos circuitos necesitan el agregado de circuitos complementarios.

E L L ASER Este sistema que complementa a la matriz de foco se llama generador de FOK (FOCUS OK) y es una importante señal para el reparador. Ver figura.2.7.1.

Comencemos con el servo de foco. Cuando Ud. coloca un disco en el reproductor, la lente se encuentra en su posición mecánica de reposo. Con toda seguridad, esa posición está tan alejada de la correcta que sobre los fotodiodos se producirá una elipse tan alargada que prácticamente es un recta sin superficie. En esas condiciones puede considerarse que los 4 fotodiodos tienen iluminación nula y por lo tanto FE será nula, dando una falsa condición de enfoque correcto. Para evitar esto, el reproductor realiza una rutina de arranque consistente en mover la lente en un lento movimiento de sube y baja, en tanto que un operacional controla que la luz recogida por los fotodiodos supere un valor considerado como límite. Es decir que se construye como una especie de fotómetro interno. Cuando la luz es suficientemente alta, se suspende el movimiento de búsqueda y se cierra el lazo de foco para que la lente busque el foco óptimo. El movimiento de búsqueda, no es permanente, sólo se realiza unos tres ciclos y si la luz no alcanza el límite correcto se suspende y el sistema indica "NO DISC".

Figura 2.9.1

2.8 El Movimiento Radial con Motor Ya sabemos que el movimiento radial fino se efectúa con una bobina que mueve la lente. Pero a este movimiento se le debe adicionar un movimiento grueso, a través de un motor y una reducción mecánica a engranajes y poleas. Este motor funcionará en forma pulsátil cuando la lente se acerca a su posición de máxima elongación mecánica. La tensión TE es la más indicada para producir el encendido del motor SL, o de desplazamiento radial. En efecto, entre la posición de la lente y la tensión TE existe una relación fija y por lo tanto basta con medir dicha tensión con un comparador y encender el motor cuando ella supera un determinado nivel. Ver figura.2.8.1. En el uso normal, la tensión TE va subiendo lentamente para seguir el surco del disco con forma de espiral divergente (empieza en el centro y termina en los bordes). Como este movimiento es lento TE no se ve afectada por la constante de tiempo R1C1. Cuando la tensión en el terminal (+) del operacional supera la tensión V1 la señal TAO se incrementa abruptamente y el driver hace girar el motor. La constante de tiempo regula la velocidad de repetición de los pulsos y la duración de los mismos. Piense que al encender el motor, TE cambia rápidamente pero la carga de C1 lo hace lentamente y mantiene el motor encendido por un instante. Si C1 no existiera, el motor funcionaría muchas veces por un corto tiempo y el sistema sería inestable.

2.9 Circuito del Excitador del Laser El circuito integrado más utilizado como amplificador de RF y procesador de servos es el Sony CXA1081 y equivalentes de otras marcas. Este integrado tiene también incluido el circuito driver del laser, salvo el transistor de potencia que debe agregarse en forma externa. Ver figura 2.9.1. Este circuito tan simple tiene, sin embargo, mucho para explicar. Observe cómo circula la corriente del laser. Desde los 5V la corriente atraviesa R3

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donde genera una caída de tensión de 420mV nominal ya que la corriente circulante debe ser de 42mA para un pick up nuevo (este valor está incluso marcado en el pick up óptico). Esta corriente no puede ser llamada corriente de trabajo ya que el ajuste de fábrica se va incrementando con el tiempo de uso. Luego de unas 1.000 horas es probable que haya aumentado un 10% o más. En efecto, el sistema realimentado mantiene constante la intensidad luminosa del haz en detrimento de la corriente eléctrica circulante por el laser. Aunque los fabricantes no se ponen de acuerdo en la duración efectiva de un laser se puede estimar que dura unas 4.000 horas con una curva de corriente como la indicada en la figura 2.9.2. Observe que se trata de un proceso degenerativo. En el límite de utilización la corriente crece tan abruptamente que el laser termina destruyéndose. En el circuito en estudio no existe una limitación de seguridad. Observe que a 100mA la caída sobre R3 es de sólo 1V. Otros fabricantes, al utilizar el mismo circuito, elevan el valor de R3 a 33Ω de modo que a 100mA caigan 3,3V que sumados a la tensión de saturación de TR1 de 0,2V igualan a la tensión de fuente de 5V es decir: VR1 + VDL + VSAT = VR1 = 3,3V + 1,5V + 0,2V = 5V

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CD Figura 2.9.2

éste pueda oscilar en la banda de UHF. Es más, lo hace con una potencia tal, que puede llegar a destruirlo si no se toman ciertas medidas de seguridad. Todo circuito driver de laser tiene por lo tanto capacitores e inductores que cortan la respuesta en alta frecuencia; además las conexiones del mismo son cortas y deben pasar exactamente por los lugares previstos por el fabricante. Por lo tanto, cuando se separa un equipo se debe tener especial cuidado en no modificar el cable plano, flex o manguera que conecta el pick-up a la placa principal. A veces se debe trabajar con muy poca comodidad pero no hay posibilidad alguna de prolongar esta manguera. Una técnica que puede destruir el laser en pocos segundos es utilizar el téster como medidor de corriente. El loop de cable agregado cambia por completo las características del circuito y es muy probable que se produzca una oscilación y la consiguiente destrucción del laser. En la figura 2.9.3 se muestra cómo debe medirse la corriente que circula por el laser y en la figura 2.9.4 indicamos como NO DEBE MEDIRSE LA CORRIENTE DEL LASER. En el caso del AIWA 330 existe un resistor espe-

La curva por lo tanto crece hasta 100mA y allí se detiene para evitar que el diodo laser se ponga en cortocircuito y arrastre el transistor TR1. Observe que entre la base y los +5V se conecta un electrolítico de 100µF que cumple dos funciones: evita que el más mínimo zumbido de fuente module la coFigura 2.9.3 rriente del laser, pero sobre todo consigue que la corriente de colector crezca suavemente ya que esta comprobado que la duración del laser aumenta cuando la corriente tiene un flanco suave. Este electrolítico tiene muy poca tensión aplicada sobre él y por lo tanto es susceptible de desformarse primero y secarse después; esto implica que su capacidad aumentará hasta valores tan altos como 1.000µF primero para luego llegar a valores prácticamente nulos. Si usted observa que el laser enciende muy lentamente sospeche de C1; también es conveniente cambiar C1 cuando se cambie el pick-up. C2 y L1 son componentes para frecuencias muy elevadas, en principio parece incomprensible que un circuito para continua posea componentes de alta frecuencia pero ocurre que las dimensiones del laser y sus características eléctricas hacen que

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E L L ASER Figura 2.9.4

No todos los equipos tienen previsto un resistor de medición. Cuando no lo tienen, el único recurso posible consiste en agregar un resistor de 10Ω en serie con el diodo laser y conectarle el téster encima con resistores de 10kΩ en serie con las puntas, tal como lo indicamos en la figura 2.9.5. El agregado de los resistores de 10kΩ provoca un error de medida relacionado con la resistencia de entrada del téster pero como ésta suele ser de 1MΩ o más, el error puede considerarse despreciable. Con este método el téster no agrega capacidades del circuito y se evitan las oscilaciones en UHF.

2.10 Síntomas de la Oscilación de UHF Figura 2.9.5

cial colocado para medir la corriente que es el resistor R3. El método de medición consiste en utilizar el téster como voltímetro conectado en paralelo con R3 y luego realizar una simple cuenta para determinar la corriente (vea la figura 2.9.4).

¿Es posible que el laser de un equipo esté oscilando en UHF en forma permanente o esporádica? Sí, cuando los componentes que se utilizan para cortar la respuesta en alta frecuencia están alterados, o los cables no pasan por el lugar correcto o falta alguna conexión de masa del pick-up. En cuanto a la pregunta cómo se manifiesta la falla, eso depende de cada caso en particular. En algunos casos se produce un corte aleatorio de los datos captados por el pick-up, que se manifiesta como un ruido blanco de elevada magnitud, superpuesto al sonido de fondo. Este ruido se reduce o aumenta cuando se acerca la mano al cable del pick-up que lleva los datos de los fotodiodos (por lo general, el mismo que lleva corriente al laser). En algunos casos, este ruido se manifiesta sólo en los primeros temas o en los últimos dado que depende de la posición de los cables y esta posición cambia con los temas. Ver figura 2.10.1. En otros casos se pueden producir cortes más o menos esporádicos que aumentan o se reducen al acercar la mano al flex (FLEX: CIRCUITO IMPRESO FLEXIBLE). En estos casos la solución consiste

Figura 2.10.1

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en ubicar los componentes que cortan las altas frecuencias y cambiarlos por otros de reconocido buen funcionamiento.

2.11 Reparaciones en el driver del Laser Dado que el laser es un componente delicado, no es conveniente trabajar utilizando el propio laser del equipo. Le conviene armar un circuito simulador de laser como el que indicamos en la figura 2.11.1. Ahora conecte el simulador y trabaje con el pickup desconectado. Sobre el simulador, la corriente correcta deberá medir entre 1,8 y 2,3V. De cualquier modo, la iluminación del led ya es suficiente indicación de un correcto funcionamiento. Lo que no puede pretender es que la corriente por TR1 sea la correcta ya que no tenemos la realimentación del diodo monitor y R2 y R1 están desconectadas. En estas condiciones, la corriente debe ser mayor que la nominal; es decir que el led debe estar encendido a pleno. Si esto no ocurre, comience verificando la tensión de fuente de IC1, si está baja probablemente se trate de algún sistema donde el laser se enciende por aplicación de tensión de fuente y LDON negado está permanente a masa. Lo mejor es que utilice una fuente propia de 5V (sino deberá buscar el transistor llave de 5V y cortocircuitarlo). En el AIWA 330, 660 y 990 se debe realizar un puente entre las patas 1 y 3 del conector CON5. Si la tensión de fuente es normal, debe verificar la pata 29 LDON negado. La misma se debe encontrar baja en el momento en que el sistema intenta reproducir un disco. Si usted está trabajando sin pickup debe forzar la pata 29 a masa con un resistor de 100Ω. Esta señal LDON (LASER DISC ON = LASER DE DISCO ENCENDIDO) es la señal encargada de encender el laser. En efecto, el laser no siempre debe estar encendido. El sistema opera de la siguiente manera cuando el usuario desea escuchar un disco: abre el compartimento del disco, coloca un disco, cierra el compartimento y espera que el equipo reconozca el disco. Cuando lo hace marcando la cantidad de temas, el equipo pasa a la condición de reposo hasta que el usuario solicite la reproducción en el

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orden grabado o una programación diferente. En todo este proceso el laser se enciende un pequeño intervalo de tiempo entre el momento que el disco llega a la bandeja óptica, comienza a girar y luego se detiene. De esta manera se evita el desgaste del laser. Por eso se necesita una señal generada en el microprocesador para encender y apagar el laser. La diferencia entre un equipo y otro radica en cómo hace esta señal para llegar desde el microprocesador hasta el driver de laser, pero no dude que siempre existe LDON o una señal equivalente. Por lo general, el primer integrado de la cadena de CD no tiene puerto de comunicaciones. Por lo tanto, puede ocurrir que la señal LDON se genere en el segundo integrado (que sí lo tiene) y desde allí se lo envíe al primero. Este no es el caso de los CI CXA1081, el puerto de comunicaciones está en el CXA1082 pero no tiene detector de LDON; por lo tanto, el microprocesador debe disponer de una pata destinada a encender el laser. Una vez que estemos seguros de que LDON negado está a potencial de masa, la falta de encendido puede deberse a TR1 o a IC1. Una rápida prueba es desconectar la pata 5 de IC1 y enviar la base de TR1 a masa con un resistor de 10 K. Si el laser simulado no se enciende, el problema está en TR1 o sus componentes asociados; si se enciende, el problema está en IC1. Todavía falta verificar el control del circuito. Esto se logra con un potenciómetro de 5kΩ entre la pata 6 y masa. Con éste se puede variar el brillo del led casi desde un apagado completo a un encendido total, que nos indica que el circuito regula perfectamente. Si todo funciona bien, reponga el pick-up pero dejando desconectado el laser simulado. Ajuste el preset a brillo medio (o mejor a la corriente nominal midiendo la caída en R3) y conecte el laser Fig. 2.11.1 verdadero. Si sigue apagado verifique la caída en R3 y si está normal, llévela al doble de su valor con el preset de ajuste. Si el laser sigue apagado, puede estar seguro que está agotado y debe cambiar el pick-up. Lo que ocurrió es que aun con el doble de la corriente nominal estamos por debajo de la tensión de codo y el laser funciona como led.

3) CÓMO MEDIR EL ESTADO DE UN LASER 3.1 Introducción Explicamos qué es un diodo laser, cómo se excita y cómo se verifica la corriente que circula en él. Pero el parámetro que nos interesa es la emisión de luz infrarroja del laser y eso no lo podemos hacer sin construir un medidor adecuado. Cuando se repara un reproductor de CD, el primer fotómetro que se utiliza para obtener una indicación cualitativa es el propio ojo. Recién cuando éste nos indica que el laser está encendido, se pasa a efectuar la medición cuantitativa o semi cuantitativa ya

rar por comparación midiendo varios equipos que funcionen correctamente. En la figura 3.1.1 se observa la lente del pick-up con los puntitos rojos que indican el encendido del laser. El fotómetro que vamos a construir depende del elemento sensor que pueda conseguirse en nuestra zona de residencia o de lo que tengamos disponible en nuestro taller. Cuando se trata de comprar algo, trataremos por todos los medios que esos componentes sean del mínimo valor posible.

3.2 Sensores de Luz

Fig. 3.1.1 que por lo genera,l no tenemos acceso a patrones primarios de intensidad luminosa con las cuales contrastar nuestro fotómetro una vez construido. Sin embargo, en este capítulo veremos cómo se puede opeFigura 3.2.1

El efecto fotoeléctrico se manifiesta en todos los semiconductores de estado sólido. Cualquier diodo o cualquier transistor es sensible a la luz; por eso salvo en los específicamente diseñados como sensores de luz, todos los demás tiene un encapsulado de plástico negro (o metálico) para evitar que la iluminación incidente cambie la polarización de esos componentes. Cuando la fuente es alternada (tubos fluorescentes) el efecto es peor porque introducen zumbido de 100 a 120Hz (un tubo se enciende dos veces por ciclo). Cuando se trata de construir un componente específicamente sensible a la luz se utilizan encapsulados transparentes. En algunos casos se aprovecha el encapsulado para crear lentes de plástico que concentren la luz sobre el elemento sensible. En cuanto a qué tipo de componente se construye con particular sensibilidad a la luz, podemos decir que prácticamente todos. Así tenemos fotodiodos, fototransistores, CI sensores de luz (combinados con amplificadores operacionales generan los receptores infrarrojos de los TVs y videograbadores), fototiristores, fototriacs, fotorresistores, etc. Los más adecuados a nuestro uso son los fotodiodos y los fototransistores y por lo general, son los más fáciles de conseguir en los negocios del ramo o de encontrar en algún equipo viejo de nuestro taller. Hace unos años diseñé el primer fotómetro para mi primer libro sobre CD. Como este libro se vendería en toda la Argentina y América Latina, estaba obligado a realizar un diseño con un sensor que se pudiera comprar en todos lados. Por lo tanto utilicé un sensor casero basado en un transistor de potencia con encapsulado metálico, al que le arranqué el techito del encapsulado. Analicemos cómo funciona un fotodiodo. La luz modifica tanto la corriente en

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directa como en inversa; toFigura 3.2.2 dos los sistemas fotométricos se basan en circuitos en inversa ya que la corriente de saturación inversa de un diodo varía linealmente con la luz incidente. Ver figura 3.2.1. Como vemos, a plena oscuridad la tensión inversa necesaria para que los portadores minoritarios salten la barrera de potencial es relativamente grande. Si la juntura es expuesta a la luz, los portadores minoritarios absorben energía y pueden saltar la barrera de potencial con más facilidad. Simplemente con un medidor de corriente en serie con el diodo se puede construir un fotómetro. Sólo que esas corrientes son muy pequeñas y requieren una amplificación previa. Un fototransistor combina las características de la juntura inversa sensible a la luz, con la característica de amplificación de corriente o beta que éste posee intrínsecamente. Por ejemplo, si el transistor tiene un beta de 200 y el fotodiodo genera 2,5µA al ser iluminado circulará una corriente de colector de 2,5 x 200 = 500µA. Ver figura 3.2.2. Los diferentes fotosensores se individualizan también por su respuesta espectral. Los más comunes sólo responden al espectro infrarrojo cercano (donde emiten los laser CD). Otros más sofisticados captan energía en todo el espectro visible, aunque con preponderancia del rojo. Ver figura 3.2.3. En nuestro caso, cualquiera de las dos respuestas espectrales es útil, ya que ambas cubren la emisión infrarroja de 530 micrones propia de un diodo laser para CD. Si usted desea construir un fotómetro que le sirva para reparar DVD, deberá utilizar un sensor que cubra el rojo y por lo tanto necesita utilizar uno de espectro completo. Es muy probable que en su taller tenga un equipo en desuso que contenga el sensor que usted está buscando. Por ejemplo, en un videograbador VHS seguramente va a encontrar dos que le pueden servir colocados en el chasis del mecanismo del casete (uno a cada lado) y que se encargan de reconocer el final y el principio de la cinta. Siempre se utiliza para esta función sensores del tipo transistor infrarrojo. Ver figura 3.2.4.

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Figura 3.2.3

Figura 3.2.4

¿Cuántos pick-up ópticos en malas condiciones debe atesorar en su taller? Probablemente muchos y si usted todavía no se dedica a reparar seguramente puede recurrir a un amigo que le regale uno. El CI transparente que tiene cualquier Fig. 3.2.5 pick-up contiene 4 ó 6 fotodiodos que pueden usarse en paralelo dando una buena superficie de captación del haz infrarrojo del laser. Ver figura 3.2.5. Si usted repara videojue-

C ÓMO M EDIR Fig. 3.2.6

Fig. 3.3.1

gos seguramente debe tener alguna pistola laser en desuso. Lo de “laser” pertenece al reino de la fantasía ya que en su interior se puede encontrar un fototransistor de espectro completo y una lente de plástico. El fototransistor es perfectamente apto para nuestro uso en CD y en DVD. Si usted posee un optoacoplador lo puede partir y obtendrá un fototransistor y un led, ambos infrarrojos. El fototransistor puede servir perfectamente para nuestros fines. Ver figura 3.2.6.

3.3 Observación a Ojo Desnudo La emisión del laser puede verse a simple vista si se mira la lente del pick-up desde arriba a una distancia de 30 cm. El lector no debe temer por la integridad física de su ojo ya que la lente tiene una distancia focal en el aire de 5 mm; eso significa que observando desde 30 cm (300 mm), el diámetro del cono de luz es muy grande y por lo tanto el laser no acarrea ningún peli-

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E STADO

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gro. Ver figura 3.3.1. La única precaución es no utilizar lupas u otros instrumentos ópticos para observar la lente.

¿Qué se observa en la lente? Se observan uno o más puntitos rojos rubí sobre su superficie mientras la misma se mueve en un movimiento ascendente y descendente de unos 2 ciclos por segundo. El microprocesador sólo ordena 3 oscilaciones de la lente y luego como no encuentra un disco que refleje el rayo laser de vuelta hacia la lente, suspende el movimiento y apaga el laser; es decir que usted tiene unos dos segundos para observar el encendido; luego debe invocar otro pedido de búsqueda por ejemplo seleccionando “radio” y nuevamente “CD”. De cualquier modo, el observar los puntitos no significa mucho; sólo que el laser encendió, pero puede estar emitiendo por debajo o por arriba de la intensidad normal. El único modo de saberlo es utilizando un fotómetro.

3.4 Fotómetro con fotodiodos La baja corriente que genera un fotodiodo no puede ser leída directamente con un instrumento digital o de aguja. En efecto, según las mediciones realizadas por el autor, un fotodiodo promedio iluminado por un laser en buenas condiciones genera corrientes de unos 2,5µA cuando se lo alimenta con 9V conectado en inversa. Es evidente que el circuito necesita amplificación posteriormente al censado. Ver figura 3.4.1. En condiciones de oscuridad, el amplificador operacional repite en su salida la tensión de 4,5V del

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divisor R1, R2. En esas condiciones el ajuste de cero se debe llevar a 5,1V aproximadamente para compensar la barrera de D1. Simplemente lleve el potenciómetro R6 al tope superior. El miliamperímetro va a indicar un valor positivo; ajuste R6 para que la indicación se reduzca hasta llegar a cero pero tenga la precaución de no pasarse porque entonces el medidor quedará con una Fig. 3.4.1 zona muerta al principio de la escala. Ahora coloque el sensor sobre el pickup de un equipo que funcione correctamente a unos 3 cm de altura bien centrado sobre la lente. Esta no es una tarea sencilla y requerirá alguna práctica porque el pick-up se mueve hacia el centro al encender la sección CD, pero observe que un instante después vuelve a una posición fija en donde enciende el laser y mueve la lente. En ese punto es donde debe realizar la medición. El miliamperímetro debe indicar aproximadamente la mitad de la escala. El resistor R3 es el elemento de ajuste del sistema y compensa la diferencia entre un fotodiodo y otro. No dude en reducir el valor de R3 si la aguja se pasa del centro o aumentarlo si indica menos. La disposición utilizada para el operacional puede resultar extraña, pero es sumamente utilizada como circuito de entrada de prácticamente, todos los reproductores de CD. El nombre del amplificador de corriente de la figura 3.41 es: “conversor de corriente tensión” dada su habilidad para transformar linealmente la corriente que circula por el fotodiodo, en una tensión sobre la salida del operacional. Para el que desea realizar algún cálculo, en la figura 3.4.2 mostramos el circuito equivalente y las ecuaciones resueltas. Todo se basa en considerar las características intrínsecas de un operacional, es decir: Amplificación infinita (indirectamente implica que la señal entre las entradas + y – es siempre infinitamente pequeña); Impedancia de entrada infinita; Impedancia de salida nula. Con estas condiciones la corriente de entrada sólo puede ir por R1 en donde producirá una caída de tensión proporcional a la corriente de entrada y la resistencia de R1. Es obvio que cuando Ie es nula, la tensión de salida es igual a la tensión de referencia,

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Fig. 3.4.2

porque sobre R1 no hay caída de tensión y como la tensión entre las entradas es prácticamente nula en la entrada – tendremos la misma tensión que en la entrada + (es decir Vref). Por carácter transitivo, la tensión de salida será igual a Vref. Cuando Ie aumenta se produce una caída en Vr1 dada por la ley de ohm que se descuenta de la polarización de reposo. Recuerde estos principios porque serán de utilidad luego, cuando analicemos la sección de entrada del reproductor. La corriente de entrada generada por el fotodiodo no es constante debido a que la lente se mueve a razón de 2 ciclos por segundo. Por lo tanto, la indicación del miliamperímetro oscilaría si no se agrega una constante de tiempo (C1) y un diodo rectificador de pico (D1). Por último, el sistema tiene una polarización de continua que no debe producir indicación en el miliamperímetro. Por eso el retorno del miliamperímetro se realiza a un divisor de tensión ajustable que ajusta el cero del dispositivo. Como el diodo D1 tiene una barrera de 0,6V, si el ajuste de cero se realiza en 4,5V, el miliamperímetro no dará indicaciones hasta que la tensión de salida no se reduzca a más de:

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Fig. 3.4.3

Fig. 3.4.4

4,5 – 0,6 =3,9 V El divisor de ajuste de cero permite compensar la barrera del diodo de modo que D1 se encuentre jus-

Fig. 3.4.5

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to por conducir cuando el sensor se encuentra en la oscuridad. Como medidor se puede utilizar un instrumento de aguja o uno digital prearmado. Nuestro consejo es que compre un téster de ésos que valen 4 o 5 dólares y utilice el instrumento solamente; siempre será más económico que comprar un miliamperímetro para tablero. Para que observe el funcionamiento de este medidor con pulsos (tal como será en la realidad) le mostramos la simulación en Workbench del mismo y el oscilograma ampliado en las figuras 3.4.3 y 3.4.4. En referencia al montaje del sensor, nuestro consejo es conectarlo con cable blindado para audio en un cañito de plástico que nos facilite la ubicación a una altura de 3 cm. Ver figura 3.4.5. Lo que llamamos filtro neutro son varias bolsitas de polietileno semitransparente (blanco mate o transparente mate) para que operen difundiendo la luz (como un cristal pulido) para evitar que tenga que realizar un ajuste muy preciso de la posición y verticalidad de la sonda. Este filtro reduce la sensibilidad pero por lo general, el sistema es demasiado sensible, con lo cual todo se compensa. (el modelo que armó el autor utilizó 10 capas de polietileno). El problema mayor se produce en el momento de ajustar la sensibilidad del fotómetro. No existe un modo sencillo de construir un patrón de iluminación, por lo tanto, lo aconsejable es realizar un ajuste promedio con todos los equipos reproductores que tiene a su alcance (y que por supuesto funcionen correctamente) y que sean relativamente nuevos. Ajuste R3 (que para comenzar puede ser de 330kΩ) hasta que miliamperímetro indique 500 µA (media escala) con un primer equipo. Luego mida todos

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los equipos que pueda y si en promedio indican 500µA puede considerar que el fotómetro está correctamente ajustado, en caso contrario modifique R3.

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Fig. 3.5.1

3.5 Fotómetro con Fototransistor Con un fototransistor no se necesita un amplificador y se puede recurrir a un sistema tan simple que no requiere un solo componente además del fototransistor y el medidor. Ver figura 3.5.1. Tenga en cuenta que la mayoría de téster analógicos tienen la polaridad invertida, es decir que el cable rojo es negativo y el negro es positivo. Verifíquelo con otro téster usado como voltímetro. Si es cierta la inversión, utilice el circuito de la figura 3.5.1 en caso contrario invierta los cables. La sensibilidad se puede ajustar con sólo agregar un filtro de bolsitas de polietileno. Por lo general sobra sensibilidad, ya que si consideramos que la corriente de base es de 2,5µA y el beta del transistor es de 200 la corriente de colector será de: 2,5 x 200 = 5.000µA Es decir mitad de escala suponiendo que el téster es de los económicos (de 1mA). En nuestro caso elegimos arbitrariamente una escala de 300mV y fijamos la iluminación promedio en el 100 de la escala, agregamos el pulsador que nos permite ajustar el cero en cualquier momento a medida que se gastan las pilas. Observe que el circuito no tiene llave de encendido. En efecto, basta que el fototransistor esté en la oscuridad para que no circule una corriente significativa. Haga, por lo tanto, una tapita para el caño contenedor del fototransistor. Si quiere comparar la sensibilidad con la del modelo armado por el autor, coloque el sensor a 30 cm de una lámpara incandescente de 40W, el instrumento debe indicar 400µA aproximadamente.

3.6 Fotómetro con un CI de Fotodiodos Esta variedad de fotómetro fue creada para solucionar un problema práctico muy común en los equipos más modernos de varios CD. Es muy común que estos equipos tengan una torre de voladizo que aloja el prensa disco magnético. Ver figura 3.6.1. Algunos fabricantes ubican un agujero rectangular en la torre, justo encima del lugar donde se esta-

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Fig. 3.6.1 ciona el pick-up para hacer la búsqueda; en esos casos allí se podría alojar el sensor fotoeléctrico. Otros ignoran por completo el problema y nos obligan a utilizar nuestra inventiva para solucionar el problema. La solución es realizar un sensor bien plano que pueda introducirse entre la torre y la lente y que quede bien ubicado sobre la lente en el lugar donde ésta se estaciona para encontrar el foco, moviendo la lente. El sensor plano lo tomamos de un pick-up KSS150A o similar (existen en grandes cantidades) que tenía el laser agotado. Se trata de un CI de montaje superficial con encapsulado transparente que contiene 6 fotodiodos con sus cátodos conectados a una pata común. Este conjunto debe ser extraído y conectado según lo indica la figura 3.6.2. En este caso, usamos un circuito con un transistor BC548 pero también se puede utilizar el circuito con el amplificador operacional que es más estable que el propuesto. Valen las aclaraciones con respecto a la polaridad del téster. El montaje del CI con los fotodiodos debe realizarse sobre un disco en desuso, según lo indica la figura 3.6.3 realizando una caladura rectangular donde se alojará el circuito integrado.

C ÓMO M EDIR Fig. 3.6.2

Fig. 3.6.3

En el mismo disco se puede ubicar el transistor pegado con cianocrilato (la gotita) y sacar los cables que se conectan directamente al téster. No olFig. 3.6.4 vide realizar un puente para ajustar el cero del óhmetro antes de conectar los fotodiodos para realizar una medición. La línea negra de referencia sirve para ubicar el disco en posición operándolo con la mano. Este dispositivo que llamamos disco fotométrico

EL

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cumple en realidad dos funciones, la principal es medir la emisión del laser, pero accesoriamente determina que el pick-up se detiene en la posición correcta un poco antes de la TOC. Aunque no es imprescindible, se aconseja agrandar el agujero central del disco en el sentido de la línea punteada, según la figura 3.6.4. Ahora con el agujero oblongo, Ud. puede correr el disco buscando la máxima iluminación y luego observando como quedó centrado con respecto al miniplato, puede determinar si el pick-up se estaciona en el lugar correcto.

3.7 Ajustes de la Intensidad de Luz y de la Posición de la TOC

Si un equipo le da una lectura fotométrica alejada del promedio que usted estableció, debe proceder a ajustar el preset de corriente del laser hasta que el fotómetro indique el valor promedio. Luego debe medir la corriente del laser y si se encuentra que está corrida en más de un 30% hacia arriba, con respecto al valor marcado en el pick-up o en el manual técnico, le debe avisar al cliente que el laser esta próximo a agotarse. Con respecto a la posición de búsqueda de foco (un poco antes de la TOC), si la encuentra corrida es posible que el equipo no lea la TOC. En este caso se debe ajustar el “fin de carrera” que limita el movimiento del pick-up en su recorrido hacia el centro del disco. Cada equipo tiene su modo de ajuste. En el mejor de los casos el “fin de carrera” está montado con tornillos sobre agujeros oblongos; afloje los tornillos y mueva el fin carrera. Si se trata de contactos flexibles soldados a una plaqueta o atornillados en forma fija a la bandeja, debe torcerlos con una, pinza de punta. Si es un microswich soldado, desueldelo y suéldelo en otra posición. El ajuste de la corriente de haz debe realizarlo si el disco no comienza a girar. Si gira (significa que encontró el foco, lo que indirectamente implica que la emisión es satisfactoria) pero no lee la TOC (es decir que no se llenan los bloques numerados del display) la falla puede deberse a la mala ubicación del pick-up, por un fin de carrera en mala posición. En ambos casos la indicación final del display será "NO DISCK" lo que demuestra la ambigüedad de los mensajes que nos envía el display.

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4) E L P ICK -U P 4.1 Introducción Un reproductor de CD nunca puede mejorar la señal que le entrega el pick-up. Si el pick-up entrega una señal adecuada tenemos una excelente reproducción aun con una plaqueta de CD que no esté en óptimas condiciones. Aprenderemos cómo es un pick-up y cómo se ajusta y limpia para lograr una prestación adecuada aun en pick-ups considerados de desecho. Un pick-up puede dividirse en cuatro sectores principales. El laser que genera la luz, la sección óptica fija, la sección óptica móvil y los diodos fotosensores que reciben la señal del disco. En pick-up muy modernos, el laser y los fotodiodos pueden formar una sola pieza, pero esta disposición no parece tener un gran futuro dada su gran cantidad de fallas y además porque el fabricante que la adoptó volvió al vie-

jo esquema de piezas separadas. Ver figura 4.1.1. En la sección del laser se genera la luz, en la óptica fija esa luz se polariza, se divide en tres rayos (uno principal y dos secundarios) y se dirige en un haz paralelo hacia la lente móvil, que la enfocará sobre la superficie metalizada del disco. El disco devolverá la luz según donde ésta caiga; si lo hace en una zona espejada devolverá una haz muy intenso, si lo hace sobre un pozo la luz se difunde más que reflejarse y entonces retorna un haz muy débil. Como sea, el haz de retorno vuelve a pasar por la lente y realiza un camino inverso al anterior hasta el punto en que la óptica fija lo deriva lateralmente dirigiéndolo a la zona de los fotodiodos. En muchos pick-up el haz del laser ingresa por reflexión en un espejo semitransparente y sale atravesando al mismo. Esto no tiene mayor importancia, lo más importante es entender el criterio empleado: un camino óptico común hasta un cierto punto en donde un espejo semitransparente produce una bifurcación. En este artículo vamos a analizar los diferentes tipos de pick-ups que pueden llegar al taller del reparador. Dejaremos de lado los pick-ups de simple haz y los de movimiento radial continuo ya que prácticamente son equipos fuera de circulación.

Figura 4.1.1 4.2 Generación del Rayo Laser

Figura 4.2.1

Un diodo laser es en realidad, un dispositivo que contiene además a otro diodo llamado monitor. El laser emite; el diodo monitor mide esa emisión. Entre ambos y con la ayuda de un circuito excitador de laser, se obtiene un rayo de intensidad luminosa constante invariable durante toda la vida útil del laser. En la figura 4.2.1 se observa una disposición típi-

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ca prácticamente universal de este componente. Como vemos, uno de los terminales del laser se conecta a la carcasa metálica de aluminio que oficia de disipador. El otro se conecta al circuito por un alambre de cobre. El efecto laser se logra por reflexiones múltiples en dos espejos. El espejo superior tiene una pequeña perforación por donde sale el rayo laser. La intensidad del Figura rayo es tan grande que parte de ella alcanza a atravesar el espejo inferior y se dirige al fotodiodo monitor. El haz principal divergente se concentra con una lente, de modo que definitivamente, se genera un haz con una mínima divergencia del orden de 1 a 2 grados sexagecimales. NOTA: si bien el pick-up con su óptica completa no es un componente peligroso para la vista (en tanto se lo observe desde una distancia prudencial de 30 cm) el laser sólo puede causar laceraciones del globo ocular y problemas en la retina, aun observándolo a esa distancia. Nunca observe un diodo laser en forma frontal. El tipo de construcción no permite asegurar un acoplamiento óptico preciso entre el diodo monitor y el diodo laser. Esto implica que ese acoplamiento deberá modificarse eléctricamente mediante un preset. Ver figura 4.2.2. En una gran cantidad de equipos, este preset se ubica en el mismo cuerpo del pick-up y se preajusta en la misma fábrica para compensar el acoplamiento óptico particular de ese laser. Si bien esto es absolutamente cierto, el reparador siempre debe considerar que ese ajuste puede haber sido modificado por algún reparador, ya que en muchos casos ese preset actúa mágicamente en aparatos con deficiencias o simplemente desajustados. Que quede claro que "reparar" un equipo reajustando el preset a una mayor corriente, implica una falla ética con el cliente ya que la vida del laser se acorta considerablemente. Veamos algunas características del laser que son sumamente útiles en la reparación. La intensidad luminosa no es proporcional a la corriente que circula. En efecto, por debajo de una corriente llamada corriente de codo, el efecto laser no se produce y sólo existe la emisión correspondiente al led que forma parte del diodo laser. Si usted mide la corriente por el laser y la encuentra por debajo del valor nominal (gene-

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4.2.2 ralmente escrito en el cuerpo del pick-up), es posible que el laser permanezca totalmente apagado (la emisión led no es observable por su baja intensidad). Levante la corriente y observe en qué valor enciende el laser. Si lo hace muy cerca del valor nominal seguramente ese laser está agotado. En general, los fabricantes toman un factor de seguridad del orden del 30%; es decir, que un laser de 50mA debe encender con 35mA. ¿Se puede cambiar un diodo laser? Se puede, pero difícilmente pueda conseguirlos en el comercio. Por lo general, se trata de un trabajo que se encara cuando tenemos dos pick-ups idénticos rechazados por causas diferentes, por ejemplo uno con la lente caída y otro con agotamiento del laser. En este caso, trabajando cuidadosamente se pueden intercambiar los diodos laser con buenas posibilidades de éxito.

4.3 Optica Fija En esta parte de nuestro estudio daremos sólo una corta explicación, porque abundar en detalles no Figura 4.3.1

E L P ICK -U P proporcionaría ventajas en el momento de reparar un equipo. En efecto esta zona del pick-up no admite reparaciones ni cambios dada la precisión de las piezas. Por otro lado en la mayoría de los casos no hay posibilidades de acceder a éstas si no es rompiendo la carcasa del pick-up. Para nuestro análisis utilizaremos un pick-up KSS-150A que fue uno de los primeros en utilizar la tecnología de 3 haces. La elección fue realizada porque se trata de un dispositivo simple, que permite su desarme y rearme completo y se presta especialmente a nuestros requerimientos diFigura 4.3.2

Figura 4.3.3

Figura 4.3.4

dácticos. En la figura 4.3.1 podemos observar la circulación óptica en este pick-up y en la 4.3.2 una fotografía electrónica del mismo sin carcasa plástica, que cubre la óptica móvil, ni la tapa de latón que cubre la óptica fija. Sigamos el camino del haz para reconocer cada componente óptico. El rayo que sale del laser atraviesa un componente llamado rejilla de difracción. Se trata de un cristal plano rayado con diminutos surcos muy cercanos unos a otros. Esta disposición de líneas generan un haz principal de máxima intensidad y un abanico de haces secundarios, terciarios, etc. cada vez con una menor intensidad. Nuestro dispositivo sólo utilizará el haz principal y los dos haces secundarios. Una práctica interesante es sacar una rejilla de difracción de un pick-up en desuso y explorarla con un puntero laser. De inmediato se observa que el haz del puntero se subdivide en múltiples haces, cada vez más débiles; no se preocupe por el costo del puntero (de 7 a 10 dólares) porque más adelante le daremos una utilidad que bien vale la inversión. Ver figura 4.3.3 El haz principal generará las señales de datos y de error de foco; los haces secundarios se encargarán de generar el error de tracking. La rejilla de cristal se encuentra montada sobre un cilindro plástico y todo el conjunto se puede ajustar girando la montura de la rejilla. De ese modo se pueden separar los haces secundarios para que caigan justo sobre la zona de espejo existentes a cada lado del surco. A la salida de la rejilla se encuentra un espejo semitransparente a 45° que dirige los haces hacia la ventana de cristal plano. Luego el haz emerge con dirección al disco (en este momento con un diámetro del orden de 1 mm). La lente móvil enfoca el haz sobre el disco, de modo tal que el diámetro del mismo se reduce hasta aproximadamente 1µm (1 micrómetro es igual a la millonésima ava parte de 1 metro). La mayor parte de la convergencia se produce dentro del plástico transparente del disco que desvía los rayos luminosos por poseer un índice de transmisión mayor a la unidad. Ver figura 4.3.4. Ahora el haz retorna por el mismo camino que tomó a la ida hasta llegar al espejo semitransparente. Lo atraviesa y se dirige a la lente de simetría cilíndrica. Esta lente tiene propiedades muy in-

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teresantes para aprovecharlas en la deFigura 4.3.5 terminación del enfoque de la lente móvil. Si el sistema está enfocado, la iluminación sobre los fotodiodos centrales es circular. Si la lente está adelantada genera una elipse con el radio mayor orientado sobre los fotodiodos A y C, en tanto que si está atrasada, la elipse tiene el radio mayor sobre B y D. Ver figura 4.3.5. Para que este concepto quede debidamente asimilado, le vamos a pedir al lector que realice una experiencia de óptica. Tome una lupa y enfoque los rayos del sol so- muy probable que deba ajustarse el sistema óptico. El sistema óptico tiene dos ajustes. Uno es el bre un papel. Luego retire y acerque la lupa al papel observando que el desenfoque del sistema siempre ajuste de acimut y otro la posición de la rejilla de diproduce una iluminación circular. Ahora incline la fracción que puede girar sobre su eje óptico. Aún es lente de modo que los rayos del Sol la atraviesen le- un poco prematuro para preguntarse desde qué lugar vemente en forma oblicua (agregado de distorsión de un equipo se pueden obtener las señales necesacilíndrica) y vuelva a realizar la experiencia de de- rias para realizar estos ajustes, pero nos vamos a adesenfocar el sistema. Notará que ahora se produce una lantar indicando que se realizan sobre la señal de elipse que cambia de radio mayor a menor al pasar error de tracking (TE) y sobre la señal de lectura de datos (RF). por el punto de enfoque. El ajuste de acimut nos asegura que los haces inPor último, el haz llega a los fotodiodos donde se transforma en una corriente eléctrica. El procesa- cidente y reflejado siguen un mismo recorrido. En miento de esta corriente nos dará los datos guarda- pocas palabras significa que el eje óptico del pick-up dos en el surco y las señales de error de tracking y de es de exactamente 90° con respecto al plano del disco. Observe que el ajuste debe ser doble ya que el foco. haz debe estar encuadrado con respecto al disco para cualquier posición que adopte la escuadra. La mayoría de los pick-up están montados sobre 4.4 Reparaciones y Ajustes del Sistema Optico tres puntos. Uno de los puntos oficia de pivote y tieDada la imposibilidad de conseguir repuestos, to- ne un montaje de resorte; en tanto que los otros dos das las reparaciones del sistema óptico se pueden re- tienen tornillos que modifican el ángulo del haz. Ver figura 4.4.1. sumir en la limpieza y el ajuste del sistema. El ajuste consiste en conectar el osciloscopio soEl mejor método de limpieza es la utilización de un pequeño compresor de aire que puede ser construido por usted mismo (ya lo veremos). Si el pick-up sólo tiene una tapa plástica sobre la lente móvil debe retirarla con un destornillador de relojero. Si tiene la suerte de que la óptica fija tenga una tapa, debe sacarla y sopletear todo el conjunto por varios minutos para retirar la tierra acumulada; si no tiene tapa, observe si existe alguna perforación por donde inyectar aire; en caso contrario limítese a limpiar ambas caras de la lente móvil y el espejo o prisma reflector. Si observa que algún componente óptico está manchado, es aconsejable limpiarlo con un hisopo mojado en agua y jabón, si es de plástico, y con alcohol isopropílico si es de vidrio; luego se lo debe secar con el soplete de Figura 4.4.1 aire. Después de esta limpieza profunda es

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Figura 4.4.2

secundarios comienzan a tomar parte de los surcos contiguos o, si se gira en el sentido contrario, se comienza a tomar parte del surco propio (reducción del ángulo). En ambos casos, cuando gira el disco, la iluminación promedio será menor y el servo de tracking tendrá menor ganancia. El ajuste consiste en girar la rejilla de difracción, mientras se observa con el osciloscopio la tensión de error de tracking (TE); el punto óptimo será el máximo de la tensión de error que es una señal de ruido aleatorio de baja frecuencia. Ver figura 4.4.3. En la figura 4.4.4 mostramos la sección óptica fija del pick-up KSS-150A, en tanto que en la figura 4.4.5 mostramos los componentes separados de la misma junto con el chasis óptico vacío.

Figura 4.4.3 bre la señal RF y ajustar sucesivamente ambos tornillos hasta lograr que la señal se haga máxima. Este ajuste debe realizarse muy suavemente para evitar que la señal se atenúe y se corte, porque si esto ocurre, Figura 4.4.4 luego es muy difícil encontrar un punto de ajuste aproximado que produzca lectura de la señal RF. La razón de que el ajuste de acimut magnifique la señal es que se incrementa la cantidad de luz proveniente del disco. El ajuste de separación de los haces secundarios, en realidad debiera llamarse de giro del plano de los haces. En la figura 4.4.2 mostramos cómo es la iluminación del disco con respecto al surco virtual. Al girar la rejilla (aumento del ángulo), los haces

4.5 Algunas Variantes Comunes El criterio del KSS-150A es perfectamente válido para equipos de mesa, pero se torna imposible de utilizar en un discman, dada su elevada altura. Una variante soluciona el problema muy sencillamente. Se trata de generar un camino óptico que se desarrolle en un plano paralelo al plano del disco y luego utilizar un espejo a 45° para reenviar el haz hacia la óptica móvil. Ver figura 4.5.1. Con este criterio se pudieron construir pick-up con una altura del orden de los 15 mm que comenzaron a utilizarse en los discman primero, extendiendo luego su uso a todos los equipos en general. En algunos casos, dado que el espejo agregado es de primera reflexión (metalizado en su primera cara y, por lo tanto, susceptible de ser rayado durante su manipuleo y limpieza) algunos fabricantes recurren al uso de un prisma triangular que cumple con la misma función. Ver figura 4.5.2. En este caso se utiliza un principio de óptica según el cual cuando los rayos inciden en una discontinuidad (Vidrio/aire en nuestro caso) son reflejados totalmente para ángulos de incidencia de poca magnitud (45° en nuestro caso).

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Los pick-up más desarrollados abandonan el uso del espejo semitransparente, dado su bajo rendimiento (en él se pierde más de la mitad de la luz que ingresa). En su lugar se utiliza un prisma cúbico logrado por pegado de dos prismas triangulares. Ver figura 4.5.3. La discontinuidad entre ambos prismas triangulares se llena con un adhesivo que tiene la Figura 4.5.1 propiedad de rotar el plano de polarización de la luz. El espesor del adhesivo se elige de modo que la rotación sea de exactamente 45°. Luego antes de la lente móvil se agrega un cristal ópticamente activo que produce otra rotación de 45°. Este cristal suele reemplazar a la ventana plana. Este sistema posee un elevado rendimiento (muy cercano a 1). Si consideramos que el haz del laser tiene un ángulo de polarización de 0°; al atravesar el adhesivo que une al prisma separador, el ángulo gira 45°. Luego al atravesar el cristal polarizador el ángulo se hace de 90°. Si el haz rebota en una zona espejada regresa con un ángulo de polarización de 90° que se transforma en 135° al atravesar el cristal polarizador; al llegar al prisma cúbico separador ese ángulo se incrementa a 180° y se produce una reflexión total hacia los fotodiodos. Si el haz cae en un pozo sufre un giro extra de 180° dado que la longitud del pozo fue elegida de ese modo. Ahora la poca luz que rebota tiene un ángulo de polarización de 360° que atraviesa el prisma sin reflejarse.

4.6 Compresor para Limpieza del Pick-Up El aire comprimido es el elemento más importante cuando se trata de recuperar un pick-up. En efecto, la mayoría de los pick-up no pueden desarmarse y el único elemento que puede producir la limpieza es el aire. El autor constru-

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Figura 4.5.3

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Figura 4.5.2

yó su compresor con un aparato para nebulizaciones. El aparato consiste en un transformador con su núcleo flojo que excita un diafragma de goma que por último genera una corriente de aire operando una

E L P ICK -U P válvula de admisión y otra de escape. El cuerpo de la jeringa sólo sirve como un mango rígido de la manguera. El espagueti sirve para dirigir el chorro de aire por el interior del pick-up. Por lo general, basta con colocar el espagueti por debajo de la lente móvil y conectar el dispositivo por 5 minutos para que levante la tierra y la retire del interior del pick-up.

4.7. Los Pick-Ups Más Modernos Para que el lector tenga un panorama más amplio de un pick-up moderno, en las figuras

Figura 4.7.1

Figura 4.7.2

4.7.1 y 4.7.2 mostramos tomas fotográficas a un modelo CDM1215/06. En este caso el laser y los fotodiodos forman lo que podríamos llamar un circuito integrado óptico que contiene además un componente separador de los haces. Observe que en este caso, el sistema óptico fijo es un simple prisma triangular. Este concepto tiene enormes ventajas respecto de las pocas posibilidades de tomar polvo atmosférico, pero el CI óptico es muy complejo porque contiene componentes de baja señal como los fotodiodos y de potencia media como el diodo laser, junto con un prisma óptico.

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5) E L S ISTEMA DE M OVIMIENTO DE LA L ENTE 5.1 Introducción El enfoque del haz sobre el disco debe ser sumamente preciso dadas las mínimas dimensiones del surco hipotético (aproximadamente 0,9µm). Cualquier corrimiento del foco incrementaría el diámetro del haz y reduciría la diferencia de iluminación entre la lectura de un pozo y un espejo. Un desplazamiento lateral del haz producirá el mismo efecto que un desenfoque. Es decir, que si el haz no pasa por el centro del surco hipotético, estará tomando siempre una parte de la zona espejada y esto significa que estará recibiendo un brillo de fondo permanente que reduce las diferencias entre la lectura de un pozo y un espejo. En el siguiente apartado vamos a realizar unos sencillos cálculos para que el lector se forme una idea de la precisión requerida por el sistema CD en lo que respecta a la ubicación de la lente móvil.

5.2 Precisión del Enfoque y la posición del haz

Figura 5.2.1

del plástico del disco. Sobre la superficie del disco el haz tiene un diámetro de 1 mm y se concentra hasta aproximadamente 1 µm en el espesor del disco que es de 0,8 mm (como al pasar indicamos que el diámetro de 1 mm sobre la superficie es lo que provee el mayor rechazo de rayones sobre la superficie, ya que cualquier raya deberá superar ese valor para cortar por completo el haz). Esto crea un dibujo como el que mostramos en la figura 5.2.2. Como vemos un error de altura de 0.8 um puede incrementar el diámetro del haz de 1 a 2µm. Cuando el haz tiene 2 µm prácticamente está leyendo el borde de los surcos adyacentes pudiendo considerarse a éste como un caso límite. Por lo tanto, un error de posición de 0,8µm o de 0,8 milésimas de mm puede considerarse como límite. Como vemos, los errores de posición son sumamente pequeños y evidentemente ningún sistema

La precisión de la posición lateral depende de la estructura en espiral del disco; mejor aun: de la separación existente entre dos brazos anexos de la espiral. En la figura 5.2.1 mostramos un corte radial del disco con las dimensiones aproximadas del surco. Si ahora imaginamos que el haz se corre hacia la derecha vemos que puede moverse 0,2µm sin que se produzca una pérdida de rendimiento, luego el borde del haz comienza a ingresar en el pozo y se produce una pérdida de rendimiento. Estimamos que el haz puede introducirse 0,1µm en el pozo en un caso límite. Como vemos, la posición lateral de la lente puede tener errores de sólo 0,3µm o 0,3 milésimas de milímetro. El error de altura de la lente puede calcularse considerando que prácticamente toda la convergencia ocurre dentro Figura 5.2.2

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E L S ISTEMA Figura 5.3.1

electromecánico clásico del tipo a servo motor podría ser capaz de resolver nuestro problema.

5.3 Velocidad de las Correcciones Hasta ahora analizamos el monto de las correcciones pero dejamos de lado un problema aún mayor: la velocidad a la que deben realizarse las mismas. La norma de CD indica que el sistema funciona a flujo de datos constante. Esto significa que al comenzar la lectura (cerca del centro del disco) las revoluciones por minuto deben ser elevadas (500 R.P.M.) en tanto que al final del disco, éste debe girar a pocas revoluciones por minuto (unas 200 R.P.M.). Con esto se compensa las diferentes longitudes de cada brazo de la espiral. Como ejemplo de un error vamos a considerar una falla mecánica común a todos los discos: el error de excentricidad. En efecto el agujero central del disco nunca está exactamente en el centro. Por lo tanto, cuando el dis-

Figura 5.3.2

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M OVIMIENTO

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co completa un giro la lente completa un movimiento del tipo centro-periferia-centro que compensa el error. Considerando el primer tema musical donde el disco gira a 500 R.P.M. podemos calcular que la lente también oscilará a 500 R.P.M. o a 500/60Hz es decir 8Hz. A ese movimiento regular se le deben agregar errores aleatorios generados en el matrizado del disco o en la elaboración de la propia matriz. La experiencia indica que estos errores pueden ser 100 veces más rápidos que el error repetitivo es decir del orden de los 800Hz. Por el lado de la altura de la lente, el problema es muy diferente. Aquí se compensan otros errores como, por ejemplo, el alabeo (el disco toma la forma de ala de un sombrero), que provoca un error de dos ciclos por vuelta y genera señales de error de 16Hz aproximadamente. A este error se le debe sumar el provocado por los errores de espesor del disco, que otra vez puede llegar a ser unas 50 veces más rápidos que el error repetitivo. Es decir, que la lente debe subir o bajar a un ritmo de 800Hz. Estas velocidades de corrección nos indican que no pueden usarse motores servo controlados y nos sugieren que se puede utilizar un sistema similar al de un parlante, sólo que con un movimiento doble del tipo hacia arriba-abajo (vertical) y hacia adentro-afuera (radial). Existen varias soluciones para el doble movimiento. Una es el montaje sobre bisagras plásticas de movimiento universal cuyo principio de funcionamiento mostramos en la figura 5.3.1 y otra es el de movimiento de pivote que mostramos en la figura 5.3.2. Para cualquiera de los montajes se deben agregar un imán solidario al plano de anclaje y un conjunto de bobinas que reaccione contra ese imán. Cada disposición de montaje utiliza un conjunto de bobinas diferente. En la figura 5.3.3 mostramos la disposición de bobinas para el sistema de paralelogramo deformable y para el sistema de pivote. Observe que siempre se pueden diferenciar un par de bobinas para el movimiento de enfoque y otro para el movimiento de tracking que siempre están a 90° entre sí. Lo que más nos interesa a nosotros son las conexiones entre el plano de anclaje y las bobinas móviles porque es allí donde se producen la mayoría de las fallas. En los dos pick-up que tomamos como ejemplo se utilizan métodos diferentes para realizar estas conexiones. En el sistema de paralelogramo deformable, las conexiones se realizan con 4 colillas de alambre especial muy flexible compuesto de 4 o 5 hilos de cobre esmaltado de 0,01 mm de diámetro. Este tipo de

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alambre es imposible de conseguir en los negocios especializados, pero por lo general se cortan en los anclajes y siempre es posible acortar un poco la colilla y volverla a utilizar. NOTA: la reparación siempre se debe realizar respetando la forma de anclaje original. Ver figura 5.3.4. Otro método de conexión implica el uso de un FLEX (circuito impreso flexible) especial de alta flexibilidad. En este caso la reparación es más compleja y menos duradera. Nuestro consejo es indicarle al cliente que el pickup debe ser cambiado. Si insiste, entonFigura 5.3.3 ces se procede a repararlo, pero sin garantías de durabilidad. En muchos casos en que no existe el pick-up de recambio esta es la única alternativa posible. Los pasos a seguir son los siguientes: A) Preparar un soldador agregando un alambre de cobre en su punta. Ver figura 5.3.5. B) Ubicar el corte del FLEX con un óhmetro con puntas de aguja. Ver figura 5.3.6. C) Quitar el esmalte protector del FLEX con un escarbador construido con una aguja. Ver figura 5.3.7. D) Soldar un alambre de 0,5 mm sobre el corte, utilizando estaño de 0,5 mm de diámetro. E) Cubrir la zona del corte y la zona aledaña con adhesivo epoxi transparente. Ver figura 5.3.8. Una vez reparado el pick-up, se arma y se ajusta el azimut y la rejilla de difracción. Hasta aquí analizamos el movimiento de la lente por intermedio de la bobinas. Sin embargo, en el sentido radial es imprescindible agregar un dispositivo motorizado, ya que el barrido de la lente es de aproximadamente 4 cm entre la TOC

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Figura 5.3.4

y el último tema y es evidente que el sistema de bobina no puede absorber tal movimiento. Dejamos este problema para resolverlo más adelante, cuando ya tengamos un conocimiento más pro-

Figura 5.3.5

E L S ISTEMA Figura 5.3.6

Figura 5.3.7

Figura 5.3.8

fundo de los circuitos de servo de tracking pero en el capítulo próximo, junto con otros temas, vamos a adelantar cómo funciona el sistema mecánico sin explicar quién genera la tensión que hace funcionar al motor.

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todas las características de un pick-up es una enorme ayuda para el reparador. No se trata de un equipo sencillo pero es sumamente barato y sobre todo muy ingenioso y práctico. Probablemente si el pick-up dudoso es un modelo barato y fácil de conseguir conviene comprarlo directamente; pero cuando el precio se eleva a $50 o más, vale la pena agotar todas las instancias para asegurarse que el componente fallado es el pick-up antes de proceder a comprar uno nuevo. Aparentemente lo mas fácil es realizar un conector universal que contemple todas las posibles marcas y modelos de pick-up existentes en el mercado, incluidos sistemas con fichas y cables y FLEX con terminales de borde. El autor resolvió el problema con un dispositivo relativamente fácil de fabricar. En realidad, este dispositivo universal sólo se utiliza para pick-up no convencionales; para los clásicos como el KSS240 y similares se utilizan conectores con un manojo de cables sacados de un equipo viejo. Nuestro jig universal es un conjunto de agujas, una banda de goma de una cámara de auto y una construcción de madera muy simple. Ver figura 5.4.1. En el dibujo sólo mostramos 4 agujas de conexión pero realmente son necesarias 19 conexiones según el siguiente listado: Bobinas ...........................................................4 Fotodiodos .....................................................6 Cátodo común de los fotodiodos....................1 Masa de los fotodiodos...................................1 laser ...............................................................1 Diodo monitor ...............................................1 Masa del laser.................................................1 Motor radial ...................................................2 Motor de rotación ...........................................2 TOTAL ........................................................19

5.4 Probador Universal de Pick-up El pick-up de un centro musical es el causante de prácticamente un 70 % de las fallas. Por eso contar con un equipo casero que pueda probar casi

Figura 5.4.1

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Figura 5.4.2

CIRCUITO DEL PROBADORDE PICK-UP

Como se puede observar, las agujas están totalmente sueltas y pueden ubicarse en el lugar deseado según el circuito del equipo. Las mismas se conectan con cables especiales para pick-up fonográficos, que son finos y flexibles, directamente a la plaqueta del probador. ¿Qué pruebas realizaremos con nuestro probador? Debemos verificar que funcionen los 6 fotodiodos, el laser y los motores radial y de rotación. El probador se construye con un circuito integra-

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do amplificador de RF CXA1081 y un driver BA6296FP. La idea es construir una sección de servos y de RF para comprobar por medio de esta señal el correcto funcionamiento del pick-up. El servo de foco deberá funcionar a circuito abierto primero y cerrado después, en tanto que el servo de tracking sólo funcionará a circuito abierto. El disco girará a una velocidad aproximada que controlaremos con un potenciómetro. El motor radial funcionará con dos pulsadores para enviar el pick-up hacia adentro o hacia fuera. Nuestro probador cumplirá, además de su función práctica, con una función de entrenamiento ideal para

E L S ISTEMA Figura 5.4.3

ejercitar todo lo que vimos en los capítulos anteriores y todo lo que veremos en los próximos capítulos. En la figura 5.4.2 mostramos el circuito completo para el armado pero las explicaciones de funcionamiento las daremos con circuitos simulados en Workbench de los cuales entregaremos los archivos en nuestra editorial para que todos los que posean el programa puedan realizar la simulación en su computadora. Mas aun, entregaremos además del circuito correcto varios que presentan fallas ocultas para que el alumno pueda realizar prácticas de reparación. En este circuito, sobre el lado izquierdo, se indican las conexiones correspondientes a un pick-up KSS-210A que es, por mucho, uno de los más comunes. Esto se indica como referencia solamente. Los fotodiodos A y D se conectan en paralelo con los B y C para ingresar al 1081 por PD1 y PD2 (diodos en paralelo 1 y 2). El 1081 realizará el matrizado de estas señales generando las señales TE=E-F FE=(A+C)-(B+D) Y RF=A+B+C+D. Las dos primeras son las señales de error de los servos, la última la señal de lectura de datos. Separadamente se provee un circuito driver del laser con el transistor TR1 externo. El mismo posee un resistor de 10 ohms que permite el ajuste de la corriente al valor nominal del pick-up`(por lo general, entre 30 y 50mA). Utilice un téster conectado como voltímetro; a la indicación del téster la debe dividir por 10 para obtener la corriente de laser en mA. Por ejemplo, para el pick-up KSS-210 la corriente se debe ajustar en 43mA y la tensión sobre R2 será de 430 mV. Al circuito excitador de laser se le agregó un circuito formado por D1, un led verde y el resistor R8. Este agregado nos permite reconocer cuando un diodo laser está abierto; si el led verde se enciende verifique el laser y sus conexiones. Salteando la parte central del circuito, analicemos la sección del driver de bobinas y motores. El motor

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de rotación se conecta a las patas 11 y 12 del 6296. La entrada del canal de rotación se conecta a un potenciómetro que sirve para ajustar la velocidad de rotación en forma libre. Este sistema de ajuste manual se usa en conjunto con un disco estroboscópico para CD. Nosotros le aconsejamos construir su propio disco, pintando la etiqueta de un disco común con aerosol blanco. Luego debe pintar 12 triángulos negros equiespaciados según lo indica la figura 5.4.3. Este disco está optimizado para el primer tema de un disco comercial. Simplemente ilumine la mesa con un tubo fluorescente con reactancia común (no electrónica) y ajuste RV3 para que los bastones se detengan. Si el pick-up se encuentra ubicado sobre el primer tema del disco la señal RF tendrá la frecuencia correcta de lectura. Observe que el potenciómetro está conectado de modo que el disco puede girar en ambos sentidos, usted debe elegir que hace girar el disco en el sentido de las agujas del reloj. El otro sentido de giro se utiliza para frenar el disco rápidamente luego de la TOC y al final del último tema. El motor radial se mueve con dos pulsadores hacia adentro y hacia fuera. Cuando arriba al tope central acciona el fin de carrera y se enciende el led amarillo, esta prueba debe realizarse con mucho cuidado para no dañar los topes mecánicos. En todos caso si el motor se mueve muy rápidamente se pueden aumentar los resistores R19 y R20. La bobina de tracking también se mueve con dos pulsadores para llevarla a su tope mecánico central o exterior; simplemente pulse y observe que la lente se mueva hasta el tope mecánico. El sistema no tiene seguimiento automático de surco; la lente se debe detener en una posición fija sobre un tema y la lectura se produce cuando el haz pasa casualmente por el centro del surco. Cuando pasa por una zona de espejo la lectura es nula; esto hace que la señal RF tenga picos y valles de baja frecuencia que ayudan a determinar fallas del pick-up. Por último, la bobina de foco posee ambas posibilidades de trabajo. Es decir que funciona a lazo abierto o cerrado. La manera de operar es la siguiente: Pulse "Búsqueda" y "Lazo", al mismo tiempo observe la lente mientras mueve el potenciómetro RV5: debe subir y bajar. Coloque un disco (lleve el pick-up al centro) y vuelva a mover RV5 hasta que se encienda el led rojo. Notará que el ajuste es muy crítico; utilice el potenciómetro RV4 que produce un ajuste más suave. Cuando FOK esté encendido, suelte los pulsadores y la lente se terminará de enfocar automáticamente. Ahora puede hacer girar el motor de rotación, llevar el pick-up a una posición más exterior (sobre el primer tema) y controlar la señal RF con un osciloscopio.

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6) E L C IRCUITO DE E NTRADA 6.1 Introducción El circuito de entrada de un reproductor es una de las secciones que suele fallar con mucha frecuencia. El motivo es que se trata de etapas de alta impedancia de entrada susceptibles de fallar en presencia de campos electrostáticos intensos. Estas etapas son simples de verificar con equipamiento prácticamente nulo y muchas veces son motivo de desesperación por parte de los reparadores, que muchas veces cambian integrados casi como un deporte, sin verificar antes su funcionamiento. Cambiar un integrado de entrada no es tarea fácil (por lo general son SMD de pequeñas dimensiones) y si no se tiene un especial cuidado puede dañarse el nuevo integrado al colocarlo con lo cual el equipo pasa a considerarse como imposible de reparar, cuando en realidad tiene una falla muy simple de arreglar. Recuerde: no cambie por cambiar; asegúrese de que realmente está cambiando un componente dañado y siga al pie de la letra nuestras recomendaciones cuando realmente deba cambiarlo. Los circuitos de entrada pueden considerarse como simples amplificadores, sólo que en lugar de amplificar tensión convierten la corriente que entregan los diodos fotosensores en una tensión amplificada. Por esa razón es que el verdadero nombre de los amplificadores de entrada es “conversores corrientetensión”. Los conversores corriente-tensión forman parte de todos los equipos modernos y antiguos, con servos analógicos o digitales. De los equipos con servos digitales, podríamos decir que son el último bastión de las técnicas analógicas; todo lo que viene después son circuitos digitales con menor probabilidad de fallas que los analógicos.

6.2 El Conjunto de Fotodiodos y el Restador de FE (Error de Foco) Un fotodiodo es un diodo sensible a la luz. Si bien tanto la corriente directa como la inversa de un diodo es sensible a la incidencia de luz sobre el chip, la corriente inversa tiene un mayor rango de variación que la directa. Por ese motivo, en todos los circuitos usados en reproductores de CD se utiliza la variación de corriente inversa que circula por un diodo sometido a una tensión de 2,5V o similar.

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¿Por qué se sensa la corriente y no la tensión sobre el diodo? Porque la corriente inversa es directamente proporcional a la energía luminosa recibida por el diodo, en tanto que la tensión sigue una ley exponencial que distorsionaría la señal. Parece ridículo utilizar fotodiodos cuando ya existen los fototransistores que pueden proveer una corriente mucho más intensa. La razón es la velocidad de respuesta que requerimos del circuito. Los datos contenidos en los pozos tienen duraciones de apenas medio microsegundo y, por lo tanto, el circuito debe responder rápidamente para no perder el flujo de datos. Un fototransistor tiene mayor sensibilidad pero es más lento que un fotodiodo. Existe un circuito conversor corriente/tensión (en adelante I/V) que es de aplicación prácticamente general en todas las marcas y modelos de equipos. Un detalle a tener en cuenta es que a mayor iluminación, menor es el valor de tensión sobre la salida. De aquí surge la primera prueba práctica sobre el funcionamiento de los conversores tensión/corriente. Basta con iluminar los fotodiodos desde atrás, se mide la tensión de salida con un téster para comprobar el funcionamiento del mismo por la reducción de tensión en su salida. La fuente de luz más adecuada es el puntero laser que le habíamos aconsejado comprar. El conjunto de fotodiodos de un reproductor es un circuito integrado que contiene 6 diodos. Cuatro de ellos forman los sensores de foco que también se utilizan para generar la señal RF, los otros dos forman el par dedicado al control de tracking. En nuestro análisis, vamos a analizar primero el canal de foco, luego el de tracking y por último el servo de velocidad y de lectura de datos. Todos los fotodiodos del CI están conectados entre sí por sus cátodos con una conexión común; el otro terminal de cada fotodiodo tiene una patita independiente. Además existe un terminal de substrato que no tiene conexión galvánica con los fotodiodos y que se conecta a masa para operar como blindaje. Como excepción existen equipos donde en el mismo circuito integrado de los fotodiodos están montados los conversores corriente/tensión y las matrices de foco, tracking y RF. El más común de los circuitos integrados de entrada es el Sony CXA1081. La empresa Sony lo llama procesador de RF y servos y está diseñado para

E L C IRCUITO Figura 6.2.1

Figura 6.2.2

trabajar con el CXA1082 que contiene el resto del procesado de los servos incluido el generador de búsqueda. Para estudiar este circuito en detalle, lo armamos en el laboratorio virtual WORKBENCH, como se puede observar en la figura 6.2.1. Las primeras mediciones que vamos a efectuar se realizan con un téster que mantiene el pick-up desconectado. Observe que tanto las tensiones de entrada como las de salida están estables en 2,5V (mejor podríamos decir, en la tensión de referencia, para generalizar). Esta es una prueba que no indica necesariamente que el sistema funciona si las tensiones son correctas, porque podría ocurrir que algún operacional se encuentre en corto entre la entrada no inversora y la salida. Pero si no son las correctas ya está indicando una falla. La mejor prueba es mover el potenciómetro de ajuste de bias de foco; encontrará que la salida de FE (error de foco) se mueve entre 2,1 y 2,9V, para indicar que el restador funciona correcta-

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mente. Esta prueba nos permite entender el funcionamiento del restador. Observe que el operacional utiliza tanto la entrada directa como la inversora. A la directa se conecta la salida del conversor I/V 1 en tanto que a la inversora se conecta el conversor I/V 2. También en la entrada inversora se conecta el control de bias que es un preset de 20kΩ conectado entre masa y 5V con dos resistores de 10kΩ. Si el preset está al 50% de su valor máximo las tensiones en los extremos del mismo son de 1,25 y 3,75V y el cursor estará exactamente en el medio de los valores es decir en 2,5V. En estas condiciones, tanto el terminal directo como el inversor del amplificador operacional están al mismo potencial de 2,5V, el circuito está balanceado y la salida es también de 2,5V. Cuando el preset se pone a mínimo, la entrada inversora tiene un potencial menor a 2,5V y la salida aumenta de nivel. Por el contrario, si el preset se ubica en su posición máxima, el terminal negativo tiene un potencial superior a 2,5V y la salida baja de nivel. Observe que la tensión sobre la pata de focus bias prácticamente no cambia de valor al tocar el preset; en efecto, como se trata de la entrada del amplificador operacional con muy alta ganancia, su tensión apenas se modificará para que la salida tenga un cambio finito. Cuando se coloca la misma señal de entrada en PD1 y PD2, ambos conversores entregan la misma salida y FE repetirá ese valor. Pero en el caso real que mostramos en la figura 6.2.2, las entradas esta-

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rán desbalanceadas, por ejemplo cuando los diodos B+D (diodos B y D en paralelo sumadas sus corrientes) conectados a PD1 están iluminados y los diodos A+C conectado a PD2 están a oscuras (lente baja), la salida FE estará alta para comFigura 6.2.3 pensar el error. Cuando la lente está demasiado alta se da el caso inverso, que mostramos en la figura 6.2.4. Ahora los diodos B+D estarán casi a oscuras y los A+C estarán bien iluminados. En esta condiciones la tensión de salida FE será menor a 2,5V y el sistema compensará la altura de la lente. Ver figura 6.2.3.

6.3 Los Errores Permanentes de Foco y el Control de Ganancia Ya conocemos cómo funciona el control de bias, pero aún no explicamos para qué sirve. Su explicación es un excelente ejercicio sobre el funcionamiento de servocontroles a lazo cerrado. Primero Ud. debe comprender que el circuito que vimos en el punto anterior es solo una parte del lazo cerrado. Este circuito se continúa con un procesador de la señal FE que corrige la respuesta en frecuencia y fase de la señal y la amplifica linealmente. Luego se utiliza un circuito integrado driver que amplifica en potencia para atacar a la bobina de foco que por último corrige la altura de la lente. ¿Siempre hay que corregir la altura de la lente? Siempre, porque sería una absoluta casualidad que el espesor del disco sea el nominal del sistema y que la lente tenga una posición de reposo mecánico perfecta; por otro lado cuando el disco comienza a girar, el haz puede pasar por zonas con un espesor de plástico diferente o con otro coeficiente de refracción y entonces se perdería el foco original. Por lo tanto y habitualmente, la posición de reposo mecánico no es la correcta y debe ser corregida manual o automáticamente; la corrección automática se realiza por los cuatro fotodiodos centrales. Recuerde que la iluminación sobre ellos era perfecta-

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mente circular si el foco era el correcto y elíptica con el eje mayor sobre los diodos A y C si la lente estaba alta, o sobre los diodos B y D si estaba baja. Una iluminación elíptica genera una señal de FE mayor a 2,5V o menor a 2,5V que luego de recorrer un largo camino llega a las bobinas y corrige la posición de la lente. Pero esta corrección necesita que la señal de error tenga un valor determinado diferencial positivo o negativo con respecto a 2,5V y esto, a su vez, significa que la lente no estará perfectamente enfocada luego de la corrección inicial. En efecto, esto es ABC de los sistema de lazo cerrado. Siempre existe un error de posición que puede hacerse pequeño pero nunca es nulo. La magnitud de este error es función de la amplificación de la señal de error, considerando todo el canal de foco, desde los fotodiodos hasta el driver, incluida la sensibilidad de las bobinas. ¿Y por qué no usamos una amplificación muy grande para que el error sea mínimo? Porque un exceso de ganancia puede hacer que el servo sea inestable (con tendencia a oscilar) y sería peor el remedio que la enfermedad. La ganancia que se debe dar al sistema debe ser la máxima posible que no produzca inestabilidad y depende del procesamiento de la respuesta en frecuencia y fase que realiza el segundo integrado de la cadena. Por todas estas razones, el canal de foco tiene un control de ganancia sobre la salida FE que opera como un potenciómetro de volumen; sólo que el terminal inferior no está conectado a masa sino a la tensión de referencia para evitar que el ajuste de este preset modifique permanentemente la posición de la lente. Observe que con el preset a máximo, el sistema aplica toda la tensión de error al segundo integrado (salvo una pequeña caída en el resistor de 22kΩ existente

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Figura 6.4.1

en la salida de FE). Cuando el preset está a mínimo la señal de error se atenúa por completo y sólo se aplican los 2,5V de la fuente de referencia al segundo integrado. Existirá un valor intermedio que cumpla con la condición de ser el máximo posible sin inestabilidad. El preset de bias de foco viene en ayuda del sistema para minimizar el error permanente de foco. Supongamos que con cualquier disco la lente se encuentre en una posición de reposo inadecuada (por lo general caída por efecto de la gravedad terrestre). Si dejamos que el sistema automático corrija la posición sin ayuda, lo hará, pero con un error permanente que generará un leve desenfoque. El preset de bias puede inyectar una corriente positiva o negativa en el terminal inversor del restador y mover la lente a nuestro antojo hasta llevarla a una posición óptima y todo sin generar un error de foco fijo. Considere al control de bias como un corrector mecánico de la posición de reposo de la lente. ¿Qué se puede hacer en los equipos que no tienen el ajuste de bias de foco? El bias de foco siempre existe; si tiene un preset es más fácil ajustarlo, pero si no lo tiene, siempre se puede recurrir a modificar la altura del disco por intermedio del miniplato. En efecto, el miniplato está pegado sobre el eje del motor de rotación con una gotita de cianocrilato (justamente conocido como “la gotita”). El miniplato se puede aflojar calentando con cuidado el eje con un soldador hasta que el cianocrilato se licue a aproximadamente 120 °C. Luego sitúelo más alto o más bajo y observe la mejora del foco.

¿Cómo se puede saber cuál es la mejor posición del control de bias de foco y de la altura del miniplato? El resultado de un haz levemente desenfocado siempre se observa en forma indirecta a través de la señal recogida por los 4 fotodiodos. Estas señales se suman en la matriz de RF generando la señal que alimenta al canal de lectura de datos. Si Ud. conecta el osciloscopio o la sonda de RF, en el punto de prueba RF, podrá ajustar el valor pico a pico de la misma a máximo, ése es el punto óptimo de enfoque. Considere que un haz desenfocado tiene, al tocar la superficie metalizada del disco, un diámetro inadecuado para leer los pits (es como una púa fonográfica gastada que no ingresa correctamente en el surco) y por lo tanto, se reduce tanto la diferencia entre luz y oscuridad como el valor pico a pico de RF.

6.4 El Problema del Arranque del Sistema (Búsqueda de Foco) Para que el sistema de lazo cerrado funcione correctamente, la lente debe estar cercana a su altura óptima. Esto no siempre ocurre; es más, en la mayoría de los casos, la posición de reposo de la lente será tal que la iluminación sobre los fotodiodos centrales será una elipse tan alargada que prácticamente puede considerase una recta sin área y por lo tanto no generará corriente en los fotodiodos. Para salvar este problema todo el proceso comienza con una acción llamada de “búsqueda de foco”. El segundo integrado de la cadena (el CXA1082, por ejemplo) contiene un circuito que ge-

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Figura 6.4.2 nera una onda triangular de baja frecuencia (de 0,5 a 1Hz) que aplicada al driver mueve la lente de arriba abajo y viceversa en un movimiento de vaivén. En algún punto del recorrido de la lente, los fotodiodos generarán señales que serán interpretadas como que la lente está cerca de la posición óptima, en ese momento se produce Figura 6.4.3 el cierre del lazo y el apagado del generador de búsqueda. En una palabra, que el sistema arrima la lente a un valor cercano al óptimo y recién entonces comienza a trabajar a lazo cerrado y termina de corregir la altura. Es importante, por lo tanto, conocer cuál es la señal que se produce como error de foco cuando el sistema ordena la búsqueda; ya que su observación con osciloscopio es una de las mediciones importantes para el service. Cuando la lente está muy lejos de su posición óptima, la señal FE es igual a la tensión de referencia porque ninguno de los fotodiodos genera corriente (elipse deformada como una recta). Recién cuando la lente se acerca a la llamada zona activa los fotodiodos generan corriente y FE toma valores positivos o negativos, de acuerdo a que la posición de la lente esté por encima o por debajo de la posición óptima. En realidad, la curva de FE está deformada por razones didácticas, ya que la zona activa es mucho más angosta y los

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pulsos tienen menor duración. Prácticamente se visualizan en el osciloscopio como una línea de arriba hacia abajo de Vref. La señal de FE durante la búsqueda fue generada virtualmente en el WB para que el alumno la pueda observar tal cual es y realizar alguna práctica de reparación virtual en el canal de foco. Observe que los fotodiodos A+C y los B+D fueron reemplazados por generadores de corriente controlados por tensión y que la corriente que los controla se genera, a su vez, con un generador de palabras y un par de llaves controladas por tensión. Desentiéndase del circuito de generación y fije su atención en los conversores I/V y la matriz restadora. La mejor manera de entender cómo funciona el circuito es realizar una prueba con resistores de 1 Mohm conectados desde las entradas y hasta 5V, en forma alternativa. Primero en PD1 y luego en PD2 .

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Figura 6.4.4 Con un resistor de 1 Mohm circula una pequeña corriente que alcanza para que la salida del correspondiente operacional pase de los 2,5V normales a 1,5V en un caso o a 3,5V en otro. Ver figuras 6.4.3 y 6.4.4. Observe que los conversores I/V tienen diferentes resistores de sensibilidad. Esto ocurre porque el restador tiene diferente ganancia utilizado como inversor o como no inversor y esa característica debe ser compensada de algún modo. En otros integrados puede estar compensada con otro circuito pero el resultado es siempre el mismo sobre el terminal de FE; las variaciones hacia ambas lados de 2,5V deben ser iguales. Si no obtiene este resultado el problema debe estar en el CI porque el sistema de ajuste de bias ya lo verificamos con anterioridad y la salida conectada al preset de sensibilidad no puede afectar porque el cursor fue previamente ajustado a mínimo. Comprobado el circuito sólo nos queda por verificar cómo es la forma de señal en FE cuando se co-

Figura 6.4.5

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necta el generador de búsqueda. Ver figura 6.4.5 El periodo de búsqueda comparado con el periodo de repetición es muy pequeño y entonces la señal es difícil de observar con un osciloscopio común (el más indicado sería un osciloscopio con memoria, analógico o digital). Pero aun con un osciloscopio común y un poco de paciencia para sincronizarlo se puede obtener un oscilograma en una velocidad de barrido más elevada. Sincronice el osciloscopio para que dispare con una tensión algo superior a la tensión de referencia (2,5V en nuestro caso); la pantalla aparecerá apagada, coloque un disco y observará que cuando la lente pase por un punto cercano al óptimo el osciloscopio se dispara y mostrará un oscilograma similar al de la figura 6.4.6. En realidad, en un equipo que funciona normalmente sólo se producen 3 pulsos de búsqueda, porque luego el microprocesador la corta al considerar que no fue colocado un disco o que el sistema está dañado o sucio (de cualquier modo la indicación en el display es el conocido no disc). Si el preset de ganancia no está a mínimo es posible que se produzca sólo un ciclo de búsqueda o parte de un ciclo; ya que apenas el microprocesador recibe información de una búsqueda fructífera suspende la misma y cierra el lazo de foco. Recuerde entonces, que antes de verificar la forma de señal de búsqueda en FE debe llevar el preset de ganancia a mínimo; si el equipo no tiene preset deberá cortar la salida FE desde el CXA 1081 hacia el CXA 1082. Si no posee osciloscopio puede realizar una conexión entre la salida FE y la entrada del amplificador de audio (antes del control de volumen) con un resistor de 100kΩ.

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No podrá ver el oscilograma pero, por lo menos, va a escuchar tres golpes de baja frecuencia (unos 50Hz aproximadamente) que le permite determinar que tanto el pick-up como los conversores I/V y el restador de foco funcionan correctamente.

6.5 Las Fallas en la Búsqueda de Foco Un equipo que no completa la búsqueda se reconoce de varios modos. En principio por el resultado. Si se trata de un centro musical el disco no girará y el display indicará “no disc” (nota: si se trata de un discman, el caso es diferente porque el giro del disco es independiente de que ocurra una búsqueda exitosa, en este caso se observa que el disco se detiene suavemente unos segundos después; si la búsqueda se completó normalmente, el disco sigue girando y se reproduce el primer tema). Otro modo es controlando el tiempo que media entre la ubicación del disco sobre el miniplato y el momento en que aparece el “no disc” en el display; si aparece en tres segundos o menos, la búsqueda no tuvo éxito Damos por sentado que Ud. ya comprobó el encendido del laser y el movimiento de la lente sin disco. Si éste es el caso, el problema está entre los fotodiodos y la salida de FE. El haber realizado la simulación nos permite provocar fallas y observar el oscilograma resultante. Por ejemplo si se corta una pista o un flex o se daña un conversor I/V correspondientes a los diodos A+C el resultado es un oscilograma que sólo baja pero no puede subir por arriba de la tensión de referencia. Ver figura 6.5.1. En este caso, para determinar la falla con mas precisión, deberá realizar la prueba de

Figura 6.5.2

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Figura 6.4.6

Figura 6.5.1

los resistores de 1 Mohm sobre las entradas del CXA1081. En la figura 6.5.2 mostramos el oscilograma correspondiente al resistor de masa cortado en el circuito de ajuste de bias. Por último, un sistema

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gura 6.5.3. Para que el lector realice una práctica de reparación, le ofrecemos el circuito de foco con materiales dañados que Ud. debe ubicar. Los archivos de WB correspondientes pueden ser bajados de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave “ffoco”

(ffoco01.ewb

ffo-

co02.ewb y ffoco03.ewb). Fig. 6.5.3 óptico sucio o una lente rayada provocan una reducción de amplitud de FE, tal como se observa en la fiUK - 0003

Una vez que ha bajado los archivos, córralos en un laboratorio virtual WB y, usando el instrumental virtual, levantando oscilogramas y midiendo con el téster, busque el material fallado.

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Livewire es un “Laboratorio Virtual” que permite hacer simulaciones virtuales empleando animación y sonido que demuestran los principios de funcionamiento de los circuitos electrónicos, teniendo la oportunidad de visualizar qué ocurre con el desempeño del circuito cuando se realiza alguna modificación. Dicho de otra forma, si Ud. quiere montar un circuito y no está seguro de que va a funcionar, primero dibújelo con el Livewire y averigue cómo se comporta (sin necesidad de montar el circuito realmente y mucho menos, tener que comprar los componentes). Ud. cuenta con switches, transistores, diodos, circuitos integrados, bobinas, resistencias, capacitores y cientos de otros componentes que pueden ser conectados para investigar los conceptos de voltaje, corriente y carga. No hay límites para el diseño de los circuitos, ni conexiones o componentes que fallen; puede interconectar cientos de componentes en un solo circuito y tampoco hay límites en la cantidad de prototipos que se pueden simular. Si quiere saber cómo se comporta un circuito, simplemente debe “arrastrar” los componentes sobre un “tablero o documento” y los tiene que conectar siguiendo pasos muy simples hasta formar el circuito que Ud. quiera. Una vez armado el circuito sobre dicho tablero tiene que seguir pasos muy simples para conectarle instrumentos (osciloscopios, fuentes de alimentación, multímetros, frecuencímetros, etc.) y así ver cómo opera. Si se trata de un amplificador de audio, por ejemplo, y le coloca una señal de entrada, podrá experimentar cómo reproduce el parlante. Es decir, trabajará en forma virtual como lo haría en el mundo real. Este laboratorio virtual simulador de circuitos electrónicos posee las siguientes características: – Símbolos de circuitos y paquetes de componentes. – Herramientas para el diseño de circuitos inteligentes, que unen su circuito automáticamente mientras trabaja. – Produce la simulación de circuitos interactivos, tal como si trabajaran en el mundo real. – Permite la simulación realista de más de 600 componentes ya almacenados en el programa. – Posee instrumentos virtuales que incluyen osciloscopios y analizadores lógicos, que ayudan a la investigación y diseño de circuitos. También tiene multímetros, fuentes de alimentación y muchos otros instrumentos. – Produce la simulación realista de todos los componentes y si hace algo mal, éstos explotarán o se destruirán. Si conecta una lamparita de 12V sobre una fuente de 24V, podrá ver en pantaPrecio Argentina $180.lla cómo se quema dicha lámpara. Precio México $600 M.N. – Ofrece publicaciones integradas de textos, gráficos y soporte para ortografía y gramática. – La simulación en tiempo real permite localizar y solucionar fallas. – Los circuitos que haya armado con el Livewire podrá ejecutarlos con el PCB Wizard para hacer el correspondiente circuito impreso.

SE LO ENVIAMOS A SU DOMICILO Y NO DEBERA ABONAR GASTOS GASTOS DE ENVIO

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7) F UNCIONAMIENTO DEL S ERVO 7.1 Introducción Sabemos que el circuito de foco es un sistema de servocontrol a lazo cerrado. Pero esto es sólo parte de la verdad, porque ese sistema no funciona independientemente, sino que lo hace en unión con el microprocesador del sistema que realiza un trabajo de supervisión y control. También conocemos los motivos para que esto sea así: si dejamos circuito de foco a lazo cerrado e introducimos un disco, con toda seguridad no actuaría, porque es muy difícil que la lente caiga por sí misma en un punto cercano al ideal en donde los fotodiodos reciban una iluminación adecuada. Seguramente se formaría sobre ellos una recta sin área en lugar de la deseada elipse y no tendríamos señal de corrección FE. Como sabemos, la solución es modificar la altura de la lente mientras se supervisa la tensión FE y cuando ésta tenga un valor adecuado, entonces si, se cierra el lazo y el servo continuará corrigiendo la altura hasta su valor óptimo, en donde la iluminación sobre los fotodiodos tiene forma circular y como consecuencia la señal FE es nula en el caso ideal y muy pequeña en el caso real. El circuito a cargo de determinar la iluminación de los fotodiodos es el circuito de FOK y se puede considerar que su función es la de un fotómetro pasa no pasa (cuando el valor de iluminación supera un determinado valor su salida será un estado alto). El fotómetro no sólo funciona durante el arranque, también lo hace durante la ejecución de modo que si la luz que ingresa a los fotodiodos se reduce, FOK vuelve al estado bajo y el microprocesador aborta la ejecución, aun antes de que se noten pérdidas de lectura de datos. ¿Quién puede producir una falla luego de que el servo comenzó a funcionar? La respuesta no es quién, sino quienés, ya que son varios los posibles causantes. Primero hay que considerar que la reflexión del disco no siempre es uniforme; en efecto pueden existir fallas de fabricación en el metalizado (recuerde que es de un espesor del orden de los micrones); más común es que el disco tenga su superficie rayada afectando su transparencia; más común aun, es que el disco introducido tenga polvo atmosférico sobre su superficie y que al girar se produzca una turbulencia en el aire que desprende el polvo y lo deposita sobre la lente y, por último, no se debe olvidar el laser, que es un dispositivo que se calienta y ese calor

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puede afectar la emisión. Si todo funciona correctamente no se requiere ningún circuito extra para lograr un adecuado funcionamiento. Pero todos los fabricante agregan un detector del pasaje por cero de FE para asegurarse el correcto funcionamiento de los cuatro fotodiodos centrales, sus conexiones, los conversores corriente tensión y el restador que forma la matriz de foco. A este circuito de supervisión se lo llama de FZC (Foco Zero Cross o cruce por cero del foco). ¿Quién supervisa el funcionamiento del sistema? Por supuesto que es el microprocesador y muchas veces esa supervisión se realiza por métodos muy indirectos que hacen compleja la tarea del reparador. Si no se conoce en detalle el funcionamiento del circuito integrado del servo, se puede terminar dudando de todos los componentes relacionados, incluyendo el procesador de foco y el microprocesador. Todo el proceso de supervisión y control se realiza siguiendo una rutina que es común a todos los fabricantes; esta rutina es una excelente herramienta de trabajo del reparador y vamos a analizarla en detalle antes de seguir con la explicación de los circuitos.

7.2 La Rutina de Arranque Como dijimos, la rutina de arranque es común a todos los fabricantes aunque con pequeñas diferencias que no modifican el criterio general. Sólo hay que tener en cuenta que esa rutina es algo diferente para los discman; por lo tanto, analizaremos primero la rutina de un centro musical y más adelante indicaremos la diferencia encontrada en un discman. Ver figura 7.2.1. Como se puede observar en la figura al pulsar CLOSED/OPEN se abre la bandeja para permitir la colocación de un disco; ubicado éste en su lugar se vuelve a pulsar open/closed para que el disco sea colocado en posición sobre el pick-up. Una vez que esto ocurre, el pick-up (cualquiera sea la posición que éste tenga) se mueve hacia el centro hasta hacer tope en el fin de carrera para detenerse y luego moverse en sentido contrario por un pequeño instante de tiempo para ubicarse un poco antes de la TOC. Todo este proceso es controlado por el microprocesador que está comunicado por una línea especial con el fin de carrera. La comunicación de regreso se realiza por el puerto de comunicaciones serie que une el microprocesador con el procesador de foco.

F UNCIONAMIENTO

Figura 7.2.1 Aquí comienza el proceso de búsqueda; por un lado se enciende el laser y por otro se produce el movimiento de búsqueda de la lente. Ahora todo depende de que el proceso de búsqueda se complete en forma satisfactoria. Normalmente el proceso de búsqueda tiene tres ciclos; si la búsqueda no se completa adecuadamente en estos tres ciclos, el microprocesador del sistema aborta el proceso de búsqueda e indica no disc en el display. En cambio, si el sistema de foco funciona correctamente, la señal FOK pasa al estado alto y el microprocesador continúa con el proceso de arranque, cerrando el lazo de foco. Una vez cerrado el lazo de foco el sistema termina de ajustar la posición de la lente y FZC cambia de estado. La comunicación entre el procesador de foco y el microprocesador, para transmitir la señal FZC, se puede realizar de diferentes modos. En los sistemas más

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antiguos existía un hilo especifico para esa función, pero en los más modernos (por ejemplo el CXA 1081 y el CXA1082 o el CXA1782) se suele recurrir a una comunicación multiplexada en el tiempo de varias señales por el mismo hilo. La señal FZC sólo tiene valor durante la búsqueda de foco; como el microprocesador sabe en qué parte del proceso de arranque se encuentra, toma lo que viene por el hilo multiplexado como FZC; más adelante cuando termina la búsqueda el mismo hilo lleva otras señales digitales que tienen un significado diferente (relacionado con el servo de tracking). Al hilo multiplexado se le suele dar el nombre SENSE. Las siguientes operaciones que ordena el microprocesador son las correspondientes al servo de velocidad (CLV). La rotación del disco se realiza en varios pasos, primero se obtiene una velocidad superior a la óptima mediante la llamada patada de arranque; en este momento el servo de CLV trabaja en forma libre (no sincronizada), le da al disco más velocidad que la necesaria y luego deja que la rotación continúe por inercia pero mide la velocidad a través de los datos de sincronismo. Cuando la velocidad está cerca de la óptima comienza a enviar pulsos de corriente por el driver que terminan de aproximarla. Por último, termina de ajustar la velocidad por medición del flujo de datos. Ya con el disco a la velocidad correcta, el haz está ubicado casi sobre el comienzo de la TOC y realizando la lectura del surco sin errores. Cuando llega la TOC se puede leer sin inconvenientes y esos datos son enviados al microprocesador para que éste, a su vez, los analice y ordene el encendido del display con la cantidad de temas del disco. Una ves leída la TOC el microprocesador ordena el frenado del disco y el sistema queda a la espera de la decisión del usuario. Por supuesto que junto con la orden de detener el disco también llega la orden de apagar el laser, por lo que la lente pierde el foco y vuelve a su posición de reposo mecánico. El usuario tiene la opción de pulsar play para realizar una reproducción en el orden de edición o de reprogramar el orden de ejecución y luego pulsar play. En ambos casos se vuelve a realizar todo el proceso indi-

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cado anteriormente pero en el lugar donde quedó estacionado el pick-up. Observe que hasta aquí no nombramos siquiera al servo de tracking. En efecto, a diferencia del servo de foco, el servo de tracking funciona (en la lectura normal) siempre a lazo cerrado. El equivalente a la búsqueda de foco no existe, ya que aun con el servo inactivo, el mismo giro del disco, siempre va a lograr que pase un surco por el lugar en donde cae el haz. Es decir que el disco busca el haz y cuando lo encuentra el servo continua con el trabajo de seguimiento. Por lo tanto, el proceso de arranque no requiere ninguna actividad sobre el servo de tracking (sólo que esté funcionando a lazo cerrado).

7.3 Disposición Completa del Servo de Arranque En este punto queremos hacer una descripción general de los circuitos del servo. Más allá de una determinada marca y modelo de reproductor, todos los circuitos tienen ciertos órganos fundamentales que no pueden obviarse. Inclusive los más modernos servos digitales se ajustan a este modelo que por lo tanto es necesario conocer (figura 7.3.1). Como vemos, todo comienza en los cuatro fotodiodos centrales; por lo general sus cátodos se dirigen a la plaqueta principal por cuatro hilos de un manojo de cables o por cuatro pistas de un circuito impreso flexible. A poco de llegar a la plaqueta principal los diodos cruzados se unen para realizar los términos A+C y B+D de la matriz de foco. Ver figura 7.3.2. Observe que las corrientes por los fotodiodos A y C se suman formado la señal PD1 que ingresa al conversor corriente tensión 1. A su vez las corrientes por los fotodiodos B y D también se suman para formar la señal PD2 que ingresa al conversor 2. Las señales ingresadas se convierten en una señal de tensión que es enviada al restador de foco para generar la señal FE. La señal FE tiene componentes que realmente son producidas por errores de enfoque, pero también exis-

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Figura 7.3.1

Figura 7.3.2 ten otros componentes de ruido y señales interferentes captadas (como por ejemplo pulsos electromagnéticos); por eso es necesario agregar un filtro RC que atenúe las altas frecuencias. Por otro lado, como en todo sistema de corrección por lazo cerrado, se pueden producir sobre-compensaciones de la posición de la lente debido a la masa mecánica de la misma. El agregado de la red RC hace que la lente se mueva más lentamente y, por lo tanto, que no se produzca el problema de la sobre-compensación. La señal FE filtrada se amplifica en el amplificador de error de foco y luego se envía al driver de las bobinas de foco que opera como un amplificador de potencia. Por último, el driver mueve la lente y corrige el foco. Este esquema básico debe ser modificado para adaptarlo a las características particulares del sistema de enfoque; se debe agregar un sistema de búsqueda y los sistemas de supervisión y control es decir el circuito de FOK y de FZC. Ver figura 7.3.3. Este es el esquema general, al cual se ajustan todos los reproductores de CD sin importar si se trata de un equipo de primera o de ultima generación. Los reproductores con servo digital no son una excepción. En ellos las comunicaciones desde y hacia el microproce-

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Figura 7.3.3 sador se realizan por un puerto bidireccional y, por lo general, no tenemos acceso a las señales de FOK y FZC pero ellas existen en el interior del procesador digital de servos.

7.4 El Circuito de FOK El circuito de FOK está ligado al circuito de los conversores corriente tensión de los fotodiodos centrales. Sólo que en lugar de aplicar las salidas de los conversores a un restador se lo hace a un sumador que además tiene la respuesta en altas frecuencias cortada por un capacitor. Ver figura 7.4.1. En la figura se reemplazaron los fotodiodos por resistores equivalentes conectado a +5V (R1 y R2). Cuando los fotodiodos se iluminan las corrientes I a+c e I b+d son anuladas por las corrientes que circulan por los resistores R3 y R4, ya que los operacionales reducen su tensión de salida por debajo de la tensión de referencia para igualar las tensiones de las entradas + y

Figura 7.4.1

- . Esta reducción se filtra con R5 y C1 y se aplica al terminal inversor de CI3 para que aparezca invertida a la salida. El operacional IC3 se comporta como un detector de nivel ya que su terminal + se conecta a un divisor de tensión interno del procesador, que tiene una tensión inferior a 2,5V. Este divisor ajusta el límite de funcionamiento del circuito de FOK que queda determinado por el fabricante, ya que por lo general no es accesible desde el exterior. Analicemos lo que ocurre durante la búsqueda. La corriente por los fotodiodos es prácticamente nula, salvo en los instantes en que la lente se encuentra cercana a su posición óptima. En ese momento, la tensión en el terminal negativo es inferior a la del divisor y la salida FOK que estaba en el estado bajo aumenta abruptamente hasta 5V (note que el operacional no tiene resistor de ajuste de ganancia y por lo tanto amplifica por un valor muy alto). La salida FOK le avisa al microprocesador que la luz reflejada es suficiente y que el servo de foco está en su zona activa de trabajo. En ese momento el microprocesador ordena por su puerto serie que se mueva la llave de búsqueda y el servo queda funcionando a lazo cerrado. Si la lente se encuentra casualmente en la posición óptima, el restador de foco generará una señal de salida de 2,5V y no se producirá corrección de altura. En el caso general se produce una tensión de corrección con lo cual la lente se mueve hacia la posición óptima y se mantiene en esa posición aun cuando el microprocesador ordena el giro del disco. A medida que el disco gira la lente se mueve compensando

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posibles cambios de altura de la superficie espejada debido, sobre todo, al alabeo del disco. En este punto es conveniente que el lector fabrique un dispositivo muy útil, que el autor bautizó como “Paleta de foco”. La idea es reemplazar el disco completo por un pedacito de disco para que se pueda observar el

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da vez que la lente se acerca a su posición óptima. La salida del operacional cambiará entonces de estado, indicando que la lente pasó por el punto óptimo. El microprocesador reconocerá el punto de foco óptimo como un cambio de estado de FZC sin importarle que el cambio sea hacia 5V o hacia 0V. Observe que como habíamos adelantado la salida de FZC está multiplexada con otras dos señales generadas por el servo de tracking y que veremos en oportunidad de estudiarlo. Durante la búsqueda la llave superior esta en posición activa y el microprocesador toma la información del hilo SENSE como FZC. Las llaves son manejadas por el microprocesador a través de órdenes codificadas enviadas por el puerto serie de comunicaciones.

7.6 Señales de Servo de Foco con FOK y FZC

Figura 7.4.2 movimiento de la lente. Ver figura 7.4.2. La paleta de foco se utiliza luego de una carga de la bandeja sin disco. Cuando se enciende el laser se debe colocar el trocito de disco sobre la lente a una altura similar a la del disco. Si el sistema de foco funciona correctamente, se podrá observar que la lente hace un movimiento y se queda quieta; ahora Ud. debe mover el trozo de disco suavemente hacia arriba y abajo y observar que la lente lo seguirá a la distancia óptima, como si permaneciera colgada de un hilo invisible. El proceso requiere una cierta práctica y buen pulso pero es un muy efectivo para detectar fallas en los servos ya que un movimiento lateral permite reconocer que el servo de tracking también funciona (observar que los surcos del trozo de disco deben estar en la misma posición que en un disco completo). También es posible controlar que funcione el servo de CLV ya que apenas la lente completa la búsqueda, hará girar al miniplato. Todo el proceso de prueba se debe verificar en unos tres segundos ya que al no ingresar datos, el microprocesador aborta la operación de arranque e indica no disc en el display.

Para realizar un análisis completo dibujamos el circuito de foco con FOK y FZC en un laboratorio virtual WB; como señal de entrada comenzamos utilizando la señal de búsqueda que habíamos aprendido a generar en el artículo anterior. Ver figura 7.6.1. Observe un pequeño cambio con respecto a la compensación de la ganancia del restador como inversor y no inversor. En el circuito del artículo anterior compensábamos las diferentes ganancias haciendo que el conversor I/V superior ganará menos que el inferior (cambiando la resistencia de realimentación). Esto genera algunas dificultades con el sumador de FOK que utiliza las salidas de los conversores como fuente de señal. En el circuito que le mostramos hoy los dos conversores tienen la misma ganancia pero el superior tiene agregado un resistor atenuador de 2,4kΩ entre la en-

7.5 El Circuito de FZC El circuito de FZC toma como señal de entrada a nuestra conocida FE y es muy similar al circuito de FOK con una única variante: la tensión del amplificador operacional que sirve como limite de recorte es la tensión de referencia de 2,5V. Vea la figura 7.5.1. Mientras el sistema busca el foco la tensión de FE oscila alrededor de la tensión de referencia ca-

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Figura 7.5.1

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Figura 7.6.1

Figura 7.6.2 trada y la tensión de referencia que compensa el exceso de ganancia. Así las salidas de ambos conversores son idénticas durante la búsqueda y el sumador de FOK es más sencillo. El capacitor agregado en la entrada del sumador es un filtro pasabajos que opera

Figura 7.6.3

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cuando el disco comienza a girar y las señales de entradas del sumador de FOK empiezan a fluctuar debido a la lectura de los pozos. El filtrado nos asegura que al sumador solo llegará el valor medio de las señales de modo que seguirá funcionando aún durante la lectura normal del disco. La señal de salida de FOK se puede observar en la parte superior de la figura 7.6.2 en donde se la relaciona con la señal FE que fue desplazada hacia abajo. Observe que la salida de FOK está alta mientras FE está cambiando (ya sea hacia arriba o hacia abajo) pero a partir de un cierto nivel que fijamos arbitrariamente en 2,25V. La salida FZC se puede observar en la figura 7.6.3 también relacionada con FE y se puede observar cómo se genera un flanco (cambio de estado de 5V) exactamente cuando FE pasa por el valor de referencia (tensión de error nula). En las figuras 7.6.4 y 7.6.5 aumentamos la velocidad de barrido para que pueda apreciarse con más detalle las relaciones de fase de las señales. Si Ud. desea reproducir el circuito en su propio laboratorio virtual WB(Workbench) baje de la web el archivo fe1081bu.ewb (vea la página 47).

7.7 La Búsqueda de Foco La búsqueda de foco es fundamental para el diagnóstico de service. Las observaciones que debemos realizar son en principio muy sencillas; la primera observación se realiza a ojo desnudo y es la más importante de todas. Simplemente seleccione CD mientras

Figura 7.6.4

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observa el pick-up, sin colocar ningún disco en la bandeja. Debe observar que el pick-up completo va hacia el centro del disco, que allí se detiene e invierte su desplazamiento yendo hacia una posición más exterior. Luego de unos 10 mm de recorrido se vuelve a detener y se puede observar que el laser ya está encendido y que la lente se está moviendo con el clásico movimiento de búsqueda. El movimiento de búsqueda es un movimiento perfectamente vertical que tiene ciclos de 1/2 segundo aproximadamente; el movimiento debe ser suave y lineal salvo en la cúspide superior e inferior en donde se produce el cambio de sentido. Se deben producir tres ciclos aproximadamente, antes que el movimiento ceFigura 7.6.5 se por completo y aparezca la indicación “no disc” en el display (recuerde que al no tener disco no existe reflexión y las señales FOK y FZC no se pueden gene- la patada de arranque o QUICK). Este segundo estado rar). Este movimiento de búsqueda puede ser represen- del servo (a lazo cerrado) se caracteriza porque la salitado gráficamente por su función como se puede obser- da FEO es proporcional a la entrada FE o deberíamos var en la figura 7.7.1 en donde representamos a la altu- decir casi proporcional porque se utilizan filtros que ra “H” de la lente en función del tiempo. Al mismo modifican la función transferencia a las frecuencias altiempo, la altura de la lente se modifica mediante ten- tas. El modo definitivo de trabajo es entonces el sisiones de control aplicadas al driver de la bobina de fo- guiente: co. Por eso en el mismo gráfico agregamos la señal de a) El sistema arranca trabajando a lazo abierto “FEO” (salida del amplificador de error de foco) en aplicando la señal de búsqueda al drive de foco. función del tiempo. b) El microprocesador supervisa el funcionamienEl lector debe diferenciar entre dos sectores perfectamente definidos de esta señal. El primer sector (con to del servo a traves de FOK y FZC. c) Cuando la lente se encuentre en las cercanías de las oscilaciones grandes) corresponde al momento en que el servo de foco trabaja a lazo abierto. Allí un cir- su posición óptima (FOK alta y FZC en un punto de cuito genera la señal de búsqueda que se aplica al dri- cruce) el microprocesador ordena el cambio de estado ver para mover la bobina y la lente; los fotodiodos y la del servo a su condición de lazo cerrado. d) Cuando el servo pasa a lazo cerrado, termina de matriz de foco generarán la consecuente señal de FE que se aplicará al preset de ganancia de foco y de allí corregir la posición de la lente y la mantiene en ese esingresará al segundo integrado de la cadena de foco tado hasta que se suspenda la reproducción o se pro(CXA1082). Sin embargo, dentro del integrado la se- duzca alguna condición de falla. ñal se deriva a VREF y no tiene influencia sobre la salida FEO (el lazo está abierto). Sin embargo las tensiones FOK y FZC están plenamente vigentes y el microprocesador está supervisando el funcionamiento del servo a través de ellas (FOK aplicada directamente por un hilo especial y FZC a través del hilo compartido SENSE). Cuando el microprocesador observe que estas señales se formaron adecuadamente cortará el período de búsqueda, desconectando el generador y cerrando el lazo, momento en que la lente quedará ubicada en su posición de mejor foco oscilando alrededor de su posición de equilibrio mecánico (considere que el disco empieza a girar en ese mismo momento también a requerimiento del microprocesador, Figura 7.7.1 que habilita el servo de velocidad generando

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8) E L A MPLIFICADOR DE E RROR DE F OCO 8.1 Introducción Los centros musicales comunes más antiguos suelen tener una disposición de cuatro o cinco circuitos integrados, que se distribuyen del siguiente modo: CI1) amplificador de RF, matrices de TE y FE, driver de láser y data slicer. CI2) procesador de servos de foco, tracking , velocidad y decodificador de datos. CI3) driver de bobinas y motores. CI4) procesador de datos CI5) conversor D/A. Los equipos algo más modernos engloban las funciones de los CI 1 y 2 en un solo integrado, así como la de los CI 3 y 4 que se juntan en otro integrado. El driver, por sus características de circuito de potencia, está siempre separado del resto de los integrados y por último el conversor puede formar parte también de la unión de los CI3 y CI4. Los más novedosos circuitos con servos digitales no abandonan esta última disposición de sólo dos circuitos integrados de señal, mas uno de potencia; aunque también hay versiones muy nuevas de tres integrados más el de potencia (vea la figura 8.1.1). Nuestras explicaciones toman como ejemplo el juego de circuitos integrados CXA1081 y CXA1082, que corresponden al primer criterio o el circuito integrado CXA1732 que corresponde al segundo. Los servos di-

Figura 8.1.1

gitales serán analizados más adelante cuando el lector tenga una idea global del funcionamiento de un sistema con servo analógico. Las secciones del canal de foco correspondientes al amplificador de error de foco, al generador de búsqueda, y a los filtros y compensadores de fase, se encuentran alojados en el CXA1082. Este integrado contiene otras secciones no relacionadas con el control de foco que se estudiarán en el momento oportuno. La sección de foco, como sabemos, tiene dos modos de funcionamiento, el modo de lazo cerrado y el modo de lazo abierto o de búsqueda. El control del modo de funcionamiento se realiza desde el microprocesador de un modo indirecto. Si sólo se necesitara cambiar el funcionamiento entre estos dos modos, lo lógico sería que el microprocesador se lo comunicara al CI a través de un hilo exclusivo. Pero en realidad, esta sección del servo requiere otras modificaciones en función del uso del equipo. En la siguiente sección analizaremos todas las posibilidades de uso y las modificaciones de parámetros que requiere el servo para continuar funcionando eficientemente.

8.2 Condiciones de Funcionamiento del Servo de Foco Normalmente un reproductor de CD funciona en un lugar estacionario y no hace falta prever ningún mecanismo para su uso en condiciones de movimiento. Sin embargo los mismos integrados se utilizan en discman y en autorradios con CD. En este caso lo normal es que dichos equipos se encuentren funcionando en condiciones de movimiento y las vibraciones pueden afectar el foco del sistema. Para esta condición es conveniente que la señal de FE pase por un filtro con un capacitor de valor medio. El usuario tiene, a su vez varias posibilidades de reproducción. Puede colocar un disco y ejecutar los temas en el orden en que están grabados. También puede decidir programar la ejecución de los temas en otro orden; en este caso el pick-up deberá desplazarse de un sector a otro del disco (modo de búsqueda de temas) y durante este desplazamiento que se realiza con el láser en-

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cendido se debe mantener el foco. Si el foco se pierde, el sistema no aborta la búsqueda; realiza una nueva búsqueda de foco allí donde este se perdió y continua con el proceso original de búsqueda de tema. No hace falta decir que a pesar de que se obtiene el resultado esperado, éste se demora más de lo normal y se puede considerar que el equipo tiene una falla leve. Durante el desplazamiento en conFigura dición de búsqueda de temas, es conveniente que el capacitor del filtro tenga un valor elevado, ya que las fluctuaciones de FE no son producto de errores de espesor del disco, sino de las vibraciones del pick-up al desplazarse sobre su corredera. El control de modo de funcionamiento se realiza por medio del microprocesador del sistema. Esto es algo absolutamente lógico ya que una de las informaciones (la de ingreso al modo de búsqueda de temas) es aportada por el usuario que sólo se comunica con el microprocesador a través del teclado. En este caso, el microprocesador dispone la búsqueda del tema programado y además cambia la constante de tiempo del servo de foco enviando órdenes en forma de códigos binarios por el puerto de comunicaciones (si el lector desea profundizar sobre el tema de la comunicación entre el microprocesador y los circuitos integrados, encontrará muy buena información en el libro “Cuaderno del técnico reparador de equipos electrónicos”, de esta misma editorial). ¿Cómo se entera el microprocesador de la condición de uso móvil del reproductor? Lo hace mediante un circuito, que no estudiaremos por ahora, debido a que se encuentra incluido en el servo de tracking; sólo mencionaremos que este circuito se llama “generador de AS” (por Anti Shock = anti golpe). En el conjunto de circuitos integrados 1081 y 1082 y en el 1732 la señal AS se envía hacia el microprocesador por intermedio del hilo multiplexado SENSE. En respuesta a la señal AS el microprocesador generará una orden de conectar una constante de tiempo de mediano valor hasta que haya pasado el transitorio movimiento del equipo (figura 8.2.1). Las señales de predisposición ingresan al circuito integrado correspondiente (1082 o 1732) por el puerto de comunicaciones; que inmediatamente decodifica las ordenes y las transforma en un estado alto o bajo de un hilo interno; este hilo termina operando una llave analógica que cambia la constante de tiempo del sistema. Un caso especial se produce cuando el disco tiene una falla en la metalización. En ese caso, el sistema se queda sin error de foco por un breve instante de tiempo y entonces es conveniente conectar un capacitor de elevado valor para que conserve la ultima tensión de

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8.2.1 error de foco que produjo el sistema, hasta tanto el metalizado se recupere. Toda esta operación debe realizarse muy rápidamente (si se realizara a través del microprocesador y el puerto de comunicaciones, seguramente la llave se cerraría tarde) es así que se prefiere operarla en forma directa con una señal que se genera en el CXA1081 llamada DFCT ( de DeFeCT : defecto) y que pasa al estado alto cuando se corta la señal RF. Este circuito será analizado cuando estudiemos el canal de RF. El lector debe recordar perfectamente todo lo indicado en este apartado, para aquellos casos de reparaciones poco comunes en los cuales el sistema trabaja prácticamente al borde de un funcionamiento adecuado. Muchas veces el automatismo del generador de AS o de DFCT por un mal funcionamiento provoca fallas en lugar de corregirlas. En casos de dudas, siempre existe la posibilidad de desconectar el generador AS o de DFCT y observar si se corrige el defecto.

8.3 Amplificadores de Error de Foco y Filtro En la figura 8.3.1 se puede observar el circuito del CXA1082 correspondiente al servo de foco; en realidad el circuito interno fue simplificado para facilitar su comprensión y porque no tiene sentido detallar componentes internos que no pueden ser cambiados. Observe la complejidad del filtro sobre todo cuando la llaves están abiertas. En realidad puede considerarse que hay tres filtros en uno. El primero es externo a circuito integrado y fijo y está construido con los componentes RE8 RE9 RE10 y CE3. Estos forman un filtro pasabajos con una frecuencia de corte de unos 600 Hz y al mismo tiempo RE8 y RE9 forman un atenuador que ajusta la ganancia del sistema (en algunos equipos que usan este integrado existe un preset de ajuste de ganancia). Ver figura 8.3.2. El siguiente filtro es el principal y como se puede observar es de respuesta controlable por las llaves A y B; está conformado por los componentes internos RI1 RI2 RI3 y RI4 y el componente externo CE1. El tercer filtro es de respuesta fija y está conforma-

E L A MPLIFICADOR

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E RROR

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Figura 8.3.1

Figura 8.3.2

do por RI5 RI6 RI7 y el capacitor externo CE2. Para ubicar el rango de acción del segundo y tercer filtro, levantamos la curva de respuesta total con las llaves abiertas y con el tercer filtro abierto. Ver figura 8.3.3. Observe que no hay una gran variación con respecto a la primer curva levantada. De hecho, los resistores en serie RI3 y RI4 no pueden producir una gran atenuación dado su elevado valor. Si volvemos a trazar la curva conectando el tercer filtro, encontramos que este produce una inflexión de la curva en una frecuencia del orden de los 1,5Hz. Esta curva de respuesta es la adecuada para el funcionamiento normal del reproductor (vea la figura 8.3.4). Cuando el reproductor se encuentra en movimiento o es golpeado; opera el circuito de AS y el microprocesador cierra la llave B provocando una reducción de la respuesta entre 10 y 500Hz. Vea la figura 8.3.5 Cuando el haz del láser encuentra una zona metali-

zada en malas condiciones la señal que ingresa por la pata 44 (DFCT) pasa al estado alto y se cierra la llave A. En estas condiciones la respuesta en frecuencia se reduce hasta apenas 25Hz (figura 8.3.6). Por último, la llave C sirve para cortar el lazo cerrado de foco; observe que cuando está cerrada se aplican la tensión de referencia de 2,5V a la entrada del amplificador de error y la señal de FE cae sobre el resistor RI1. Esta llave también está controlada desde el puerto serie de comunicaciones y es operada por el microprocesador cuando desea realizar la búsqueda de foco. Levantar una curva de respuesta en frecuencia cuando se está realizando una reparación es algo que normalmente no se efectúa, por el tiempo que se requiere para llevarla a cabo. La manera de efectuar el reconocimiento de la respuesta en frecuencia y el funcionamiento de las llaves, es con un método simplificado que explicamos en la próxima sección.

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Figura 8.3.3 8.4 Método de Prueba de la Respuesta en Frecuencia Un resultado aproximado de la respuesta en frecuencia de un amplificador es la observación de la respuesta a una señal cuadrada de entrada. Para simplificar el método el autor emplea una onda cuadrada de 50Hz que se puede obtener de un simple transformador de alimentación, evitando de esFig. 8.3.4 te modo el uso de un generador de audio. La forma de excitar al amplificador es también muy particular; es una combinación de llaves digitales y resistores de 1MΩ para permitir la realización de una prueba compuesta de los conversores I/V, la matriz de foco, los filtros y el amplificador de error. En la figura 8.4.1 mostramos cómo se puede fabricar el generador de onda rectangular de un modo muy sencillo. Este generador funcionará tomando 5V desde la plaqueta de CD, o mejor aun con el mismo transFig. 8.3.5 formador un par de rectificadores y un regulador de 5V se puede hacer una fuente para excitar a la plaqueta de CD sola, ya que si la conectamos a la propia fuente de su equipo, el microprocesador comienza con la rutina de arranque y envía órdenes al CXA1082 o al CXA1732. En cambio, alimentando sólo a la plaqueta de CD con 5V, retirada del reproductor se trabaja más cómodo y los integrados quedan conectados a lazo cerrado con todas las llaves abiertas. Observe que el trabajo del generador no es generar una tensión, sino manejar dos llaves hechas Fig. 8.3.6 con los transistores PNP para conectar dos resistores de 1MΩ en forma alternativa a masa y a 5V (re- plaqueta de CD, los resistores de 1MΩ sobre las entracuerde que ésa era la prueba propuesta del CXA1081 das PD1 y PD2 y las masas interconectadas se puede proceder a observar cómo responden los filtros a una que hasta ahora realizábamos a mano). Con el generador conectado a la línea de 5V de la excitación de onda cuadrada.

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figura 8.4.2. Con las dos llaves abiertas el filtro se encuentra en su máxima respuesta y la señal cuadrada prácticamente no sufre modificaciones. Ver figura 8.4.3. La prueba con la llave B cerrada, es imposible de realizar ya que esa llave se maneja desde el puerto paralelo con un código especial. Pero por lo general, basta con medir la resistencia entre las patitas 3 y 1 que debe ser de 780kΩ.

Fig. 8.4.2

La prueba con la llave A cerrada, se realiza conectando la pata 44 del CXA1082 a 5V para que la llave se cierre. El resultado podemos observarlo en la figura 8.4.4 donde se observa la fuerte distorsión producida sobre los flancos de crecimiento y decrecimiento. Por último, como condición de falla, puede ocurrir que CE2 se abra, en ese caso la señal cuadrada tendrá los flancos más rectos que en la condición de reproducción normal. Ver figura 8.4.5.

Fig. 8.4.3 La primer prueba es con las llaves abiertas (A y B). Para que Ud. observe como es el oscilograma real generamos un canal de foco completo interconectando un CXA1081 y UN CXA1082 y conectándolos a nuestro probador (recuerde que para un CXA1732 el circuito es idéntico y solo cambian los números de patas). Ver

8.5 El Problema de la Respuesta en Frecuencia del Canal de Foco Ya sabemos que el servo de foco es realimentado. Esa realimentación debe ser siempre negativa para asegurarnos que el foco se corrija; si fuera positiva en lugar de corrección tendríamos un mayor error de foco y ese error ocasionaría uno aún mayor y así llegaríamos pronto a una oscilación. Para que se produzca una os-

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cilación se deben cumplir dos condiciones llamadas condiciones de Barkhaussen: que la ganancia de lazo cerrado sea mayor que la unidad y que la fase de la señal realimentada coincida con la de error. Esta condición se puede dar en alguna frecuencia particular si el sistema de filtros no tiene en cuenta la distorsión de fase. El problema es muy similar al del microfonismo que se da en un sistema acústico. Por más cuidados que se tomen siempre existirá una ganancia del amplificador (nivel de volumen) para la cual el sistema comienza a oscilar. Nuestro filtros tienen un diseño cuidadoso para reducir al mínimo la distorsión de fase que se puede observar en la figura 8.5.1 para la condición de Fig. 8.4.4 funcionamiento normal. Como se puede observar dentro de la banda pasante principal (hasta unos 600Hz) la fase se mantiene muy cerca de los 180° con un mínimo de 172° para una frecuencia de 2Hz. Esto nos asegura que el sistema no será oscilante por lo menos dentro de la banda pasante. Pero observe que en una frecuencia del orden de los 10kHz la fase es del orden de los 95° y sumado a giros de fase producido por el sistema mecánico del soporte de la lente y de la lente misma, pueden provocar una oscilación en altas frecuencias de audio (que se conoce como grito de laucha) y se produce cuando el control de ganancia de foco está muy avanzado. El circuito integrado CXA1082 y el CXA1732 y otros similares poseen una etapa de compensa- Fig. 8.4.5 ción del desfasaje producido por las características mecánicas de la lente. Este bloque se encuentra ense escucha como un chillido de alta frecuencia (de allí tre el conjunto de llaves y la entrada del amplificador el nombre de la falla). de error y sólo posee un resistor y un capacitor en paDado lo sencillo del circuito externo de compensaralelo conectados a los 5V sobre la pata 17 (FSET) que ción de fase, aconsejamos que en caso de dudas se prosirve para que el fabricante del reproductor pueda com- ceda a medir el resistor con un téster digital aun con el pensar las características mecánicas del pick-up. resistor conectado sobre el circuito. El capacitor debe Cuando el servo de foco tiene control de ganancia, retirarse del circuito para medirlo, lo cual ya es algo siempre existirá una ganancia muy pequeña que evita más complejo por tratarse por lo general, de un compola oscilación del sistema, aun cuando estos componen- nente SMD. En general cuando este componente se retes estén desvalorizados (para el reproductor AIWA 330 tienen un valor de Fig. 8.5.1 470kΩ y .01µF); pero el sistema queda con tan poca ganancia que el más mínimo golpe sobre el gabinete le hace perder el foco. En otros equipos la ganancia de foco es fija (el preset está reemplazado por dos resistores); en este caso también se producen pérdidas de foco pero por oscilación de la lente y si el reparador posee un laboratorio silencioso podrá escuchar el sonido de la lente cuando oscila, que

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E L A MPLIFICADOR tira, ya es conveniente cambiarlo directamente por otro similar SMD o su equivalente de tecnología convencional. Muchos reparadores suelen resistirse a sospechar de componentes tan seguros como un resistor de carbón o un capacitor cerámico; este criterio se basa en la experiencia, que indica que esos componentes fallan muy pocas veces. Sin embargo las técnicas de miniaturización y el armado robotizado, hacen que ese concepto de seguridad se vea alterado y hoy en día con los componentes SMD es conveniente dudar aun de resistores y capacitores cerámicos. Estos suelen sufrir algo llamado shock térmico durante el proceso de armado y que se manifiesta muchos meses después como una fisura en el cuerpo del componente, que pierde su continuidad. Muchas veces al desoldar el componente, éste se separa en dos partes, indicando la falla aludida.

8.6 Algunos Consejos para el Service de Reproductores de CD Terminamos de analizar el canal de foco en su condición de sistema de lazo cerrado. Nada mejor entonces que dar algunas indicaciones para el service del mismo y de los reproductores en general. Normalmente, tengo oportunidad de escuchar los comentarios de mis alumnos con referencia a las dificultades que entraña encontrar una falla en un reproductor de CD, que va algo más allá del simple cambio de un pick-up. Cuando el cambio del pick-up no surte efecto, la mayoría de los reparadores entra en condición de pánico. Les parece poco más que imposible que puedan encontrar un capacitor, un resistor o un circuito integrado dañado dentro de la sección de CD. Si Ud. relee todo lo explicado hasta aquí, va a encontrar que con una simple prueba de la plaqueta, separada del pick-up y con el uso del osciloscopio, es posible determinar si el canal de foco funciona correctamente. Si bien nosotros tomamos como ejemplo el equipo mas conocido de plaza, sus parámetros de funcionamiento son similares a los de cualquier otro y los métodos propuestos son fácilmente adaptables a otras marcas y modelos. Es cierto que seguramente significará que deberemos analizar el circuito correspondiente a nuestro modelo, encontrando la equivalencia entre los nombres de las señales y los puntos de prueba, ya que éstos no son de uso generalizado; pero contando con la especificación de un circuito integrado (generalmente bajado desde Internet) el trabajo no es imposible; sólo es difícil. El tema es no dejarse vencer fácilmente porque las dificultades que se presentan para reparar un reproductor de CD se van a presentar para reparar un videograbador o en el futuro un DVD o los equipos que las

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nuevas tecnologías creen más adelante. El secreto es estudiar los equipos con seriedad y profundidad; desmenuzarlos para saber que función cumple cada componente. Créame amigo lector que ese tipo de comportamiento es positivo, en el sentido de que los próximos equipos serán mas fáciles de estudiar; por ejemplo, luego de analizar un reproductor de CD tal como lo estamos haciendo será mas fácil entender cómo funciona un reproductor de DVD. El caso contrario implica que Ud. se quedará detenido en el tiempo y no podrá reparar los nuevos equipos. Lo que lea debe ser seleccionado; en los últimos tiempos aparecieron una serie de libros llamados “de fallas” que tal como están escritos parecen la panacea universal a los problemas del service. La información que poseen es simplemente del tipo: a tal falla en tal marca y modelo cambie tal componente. Ese tipo de libros no deja ninguna enseñanza y operan como una lotería. Si tiene la inmensa suerte que la falla está descripta en el libro tiene premio, pero esa posibilidad es tan remota que por lo general nunca se encuentra la falla exacta. Un buen libro de fallas debe explicar la falla como un ejemplo, pero aportar información con respecto a fallas similares. Por otro lado deben ser escritos por autores idóneos en el tema, cosa que por lo general no ocurre, ya que casi todos están firmados por ilustres desconocidos que solo recogen y anotan información (o lo que es peor la roban). En cuanto a la información necesaria para reparar con solvencia, mi consejo es comprar las revistas especializadas como “Saber Service y Montajes” de esta misma editorial y asociarse a una cooperativa de técnicos de las cuales se están formando muchas en el interior del país. Como ejemplo lo invitamos a ingresar en el portal del Club SE en donde podrá acceder gratuitamente a buscadores de circuitos integrados, listados de circuitos disponibles, artículos inéditos, boletines técnicos, etc. www.webelectronica.com.ar Recuerde que si Ud. posee un laboratorio virtual Workbench, puede correr los archivos de los circuitos que empleamos en esta serie de artículos y obtener así información adicional sobre los mismos (Nota de Redacción: el autor empleó el laboratorio virtual Workbench para la confección de esta obra pero es posible emplear el laboratorio Livewire, para lo cual el lector deberá armar los circuitos explicados en cada caso). El circuito completo del servo de foco con su generador de prueba lo puede pedir como fetota.ewb en nuestras oficinas o bajarlo desde nuestra página (vea la página 47).

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9) C ÓMO SE G ENERA LA S EÑAL DE B ÚSQUEDA 9.1 Introducción La búsqueda de foco es fundamental para el diagnóstico de service. Las observaciones que debemos realizar son, en principio, muy sencillas; la primera observación se realiza a ojo desnudo y es la más importante de todas. Simplemente seleccione CD mientras observa el pickup, sin colocar ningún disco en la bandeja. Debe observar que el pickup completo va hacia el centro del disco, que allí se detiene e invierte su desplazamiento y va hacia una posición más exterior. Luego de unos 10 mm de recorrido se vuelve a detener y se puede observar que el láser ya está encendido y que la lente se está moviendo con el clásico movimiento de búsqueda. El movimiento de búsqueda es un movimiento perfectamente vertical que tiene ciclos de 1/2 segundo aproximadamente; el movimiento debe ser suave y lineal, salvo en la cúspide superior e inferior en donde se produce el cambio de sentido. Se deben producir tres ciclos aproximadamente, antes de que el movimiento cese por completo y aparezca la indicación “no disc” en el display (recuerde que al no tener disco no existe reflexión y las señales FOK y FZC no se pueden generar; si el lector tiene alguna duda sobre la generación de estas señales lo dirigimos a los artículos anteriores de este curso en donde fueron debidamente explicadas). Este movimiento de búsqueda puede ser representado gráficamente por su función, como se puede observar en la figura 9.1.1 en donde representamos la altura “H” de la lente en función del tiempo. Al mismo tiempo, la altura de la lente se modifica mediante tensiones de control aplicadas al driver de la bobina de foco. Por eso en el mismo gráfico agregamos la señal de “FEO” (salida del amplificador de error de foco) en función del tiempo. El lector debe diferenciar entre dos sectores perfectamente definidos de esta señal. El primer sector (con las oscilaciones grandes) corresponde al momento en que el servo de foco trabaja a lazo abierto. Allí un circuito genera la señal de búsqueda que se aplica al drive para mover la bobina y la lente; los fo-

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Figura 9.1.1

todiodos y la matriz de foco generarán la consecuente señal de FE que se aplicará al preset de ganancia de foco y de allí ingresará al segundo integrado de la cadena de foco (CXA1082). Sin embargo, dentro del integrado la señal se deriva a VREF y no tiene influencia sobre la salida FEO (el lazo está abierto). Las tensiones FOK y FZC están plenamente vigentes y el microprocesador está supervisando el funcionamiento del servo a través de ellas (FOK aplicada directamente por un hilo especial y FZC a través del hilo compartido SENSE). Cuando el microprocesador observe que estas señales se formaron adecuadamente, cortando el periodo de búsqueda, desconectará el generador y cerrará el lazo, momento en que la lente quedará ubicada en su posición de mejor foco oscilante alrededor de su posición de equilibrio mecánico (considere que el disco empieza a girar en ese mismo momento también a requerimiento del microprocesador, que habilita el servo de velocidad y genera la patada de arranque o QUICK). Este segundo estado del servo (a lazo cerrado) se caracteriza porque la salida FEO es proporcional a la entrada FE o, debiéramos decir, casi proporcional porque se utilizan filtros que modifican la función transferencia a las frecuencias altas. El modo definitivo de trabajo es entonces el siguiente: a) El sistema arranca trabajando a lazo abierto y aplicando la señal de búsqueda al drive de foco.

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del CXA1082 o su equivalente. En una palabra: que todo el funcionamiento del sistema, en la búsqueda, se realizará por intermedio de tres órdenes aplicadas al puerto de comunicaciones: a) llave del generador abierta b) llave del generador cerrada c) lazo cerrado y generador desconectado

Figura 9.2.1

Figura 9.2.2

b) El microprocesador supervisa el funcionamiento del servo a través de FOK y FZC. c) Cuando la lente se encuentre en las cercanías de su posición óptima (FOK alta y FZC en un punto de cruce) el microprocesador ordena el cambio de estado del servo a su condición de lazo cerrado. d) Cuando el servo pasa a lazo cerrado, termina de corregir la posición de la lente y la mantiene en ese estado hasta que se suspenda la reproducción o se produzca alguna condición de falla.

9.2 El Generador de Búsqueda Existen múltiples posibilidades de generación de la señal de búsqueda pero la gran mayoría de los reproductores la generan del mismo modo. Dada la baja frecuencia que debe generarse (2Hz aproximadamente) es muy difícil diseñar un generador a RC; es mucho más fácil generar las oscilaciones con el mismo microprocesador abriendo y cerrando una llave electrónica mediante el puerto de comunicaciones

En la figura 9.2.1 se puede observar un circuito resumido de la sección correspondiente del CXA1082 dibujada en un laboratorio virtual Workbench. El puerto lo reemplazamos con un generador de señal rectangular de 2Hz. El transistor Q1 es un transistor llave electrónica cuya función es cargar y descargar el capacitor externo C25 conectado a los 2,5V (VREF). La carga la realiza por el resistor interno R02 de 120kΩ cuando el transistor se cierra (note que también circulará corriente por el resistor R03 de 245kΩ pero esto fue considerado al diseñar el circuito y se le dio a R02 el valor adecuado para cargar el capacitor y hacer circular corriente por R03). Cuando el transistor llave se abre, el capacitor se descarga a través de R03. Considere que el funcionamiento durante la carga y descarga es prácticamente a corriente constante ya que la tensión sobre el capacitor siempre permanece muy cercana a cero comparada con la tensión de carga o descarga de 2,5V. El primer operacional se comporta como un adaptador de impedancias; su entrada se aplica al capacitor del generador C25 de 10µF y su salida al amplificador de error de foco. En la disposición utilizada la impedancia de entrada es la correspondiente al operacional (aproximadamente 2MΩ) y la impedancia de salida es de unos 100Ω. La ganancia de esta etapa repetidora es igual a 1, así que para obtener un valor aceptable de señal de búsqueda se debe proveer amplificación a través de otro amplificador. Como dentro del CXA1082 ya tenemos un amplificador cuya salida está conectada a la salida FEO, no necesitaremos colocar un amplificador extra. El amplificador de error de foco tiene una ganancia de unas 20 veces y es por lo tanto ideal para amplificar la salida del repetidor. Observe que el resistor R16 es externo y provee la ganancia de lazo cerrado del sistema; este modo de trabajar es también una excelente prueba de la ganancia de lazo ce-

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rrado. Es decir que si el sistema enfoca es muy probable que la ganancia del amplificador de error sea la correcta. En la figura 9.2.2 indicamos cómo es la forma de onda sobre la pata 7 del CXA1082 (en general llamada CRCH de search o búsqueda en inglés) cuando el capacitor tiene el valor nominal de 10µF. Observe que el diente de sierra tiene un Figura 9.2.3 valor pico a pico de unos 100mV. En la figura 9.2.3 mostramos cómo es la tensión de salida FEO durante la búsqueda. Observe que tendremos un diente de sierra con una tensión pico a pico nominal de unos 2V aproximadamente. Si no posee osciloscopio, Ud. puede verificar el correcto funcionamiento del generador de búsqueda y del amplificador de error observando que la lente tenga una excur- media sobre él debe ser igual a cero (tensión media sión cercana a los límites mecánicos y que entre es- entre 0 y 5V) lo cual significa que no tiene polarizatos límites el movimiento se desarrolle lineal y sua- ción de continua y por lo tanto debe ser un capacitor electrolítico no polarizado. Debido al costo, por lo vemente. Si desea obtener una indicación más adecuada de general todos los fabricantes utilizan un capacitor la salida FEO durante la búsqueda puede armar el electrolítico común y aceptan una incidencia de revoltímetro a leds de la figura 9.2.4, predispuesto pa- paraciones por deformación del mismo. Cuando un capacitor electrolítico se deforma para medir un rango de 0 a 5V. Con este voltímetro se podrá observar la variación de la tensión FEO entre sa por una etapa donde la capacidad aumenta (bajanel mínimo de 1,5V y el máximo de 3,5V ya que la do la tensión de aislación) y luego por otra donde se variación es suficientemente Figura 9.2.4 lenta como para observarla directamente (si tiene dudas sobre el funcionamiento del voltímetro puede consultar la revista Saber Electrónica edición Argentina Nº 155, que puede encontrar en nuestra web).

9.3 Fallas en el Generador de Búsqueda Pareciera que un circuito tan sencillo como el mostrado no debería tener mayores problema de funcionamiento; sin embargo es una de la secciones más propensas a fallar. Observando el circuito podremos notar que el capacitor de 10µF no tiene una polarización de continua sobre él. En efecto, al estar conectado a los 2,5V, la tensión

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Figura 9.3.1

Figura 9.3.2

reduce hasta llegar casi a cero. Por ese motivo debemos analizar qué sucede si C25 aumenta o disminuye hasta 10 veces su valor nominal. En la figura 9.3.1 levantamos el oscilograma de CRCH y de FEO durante la búsqueda para un capacitor de 100µF. Observe que la tensión sobre el capacitor casi desaparece y que FEO tiene un valor pap de 200mV. Con esta tensión de FEO es muy probable que la lente nunca pase por el punto de foco óptimo y, por lo tanto, que la búsqueda no prospere y se aborte. El display indicará no disc en cualquier condición. Eventualmente y en forma aleatoria el sistema puede aceptar algún disco cuyo enfoque justo se encuentre dentro de la faja barrida. En este caso, el sistema reproducirá a ese disco sin el más mínimo corte ya que el problema es simplemente de búsqueda y no de reproducción. Los reparadores dicen: disco encontra-

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do, disco leído, capacitor de búsqueda fallado. En la figura 9.3.2 mostramos el caso totalmente contrario. Aquí probamos el generador con un capacitor de 1µF y de inmediato se observa que la tensión de FEO aumenta a casi 3V, pero fundamentalmente que se produce un cambio en la forma de onda; la salida es casi cuadrada. Si uno observa la lente parece que se mueve mucho mas rápidamente, pero en realidad ocurre que está detenida la mayor parte del tiempo (arriba o abajo) y que cuando se mueve pasa de arriba abajo en mucho menos tiempo. Los reparadores dicen que la lente se mueve como una máquina de coser. Inclusive si su taller es silencioso se puede llegar a escuchar un golpeteo característico que no se produce mas que con esta falla. Este oscilograma se puede observar perfectamente con el voltímetro de leds y más aún se puede observar la correspondiente respuesta de la matriz de foco en la señal FE y los cambios de FZC y FOK. Existen algunos equipos Sony que utilizan el CXA1082 y que presentan una falla muy común, similar a la que acabamos de indicar. En estos equipos, el capacitor CRCH se encuentra en perfectas condiciones pero las pistas que lo conectan al integrado están cortadas en un punto, donde se interconectan las dos fases del circuito impreso (agujero metalizado). La falla es la típica maquiníta de coser pero que no se corrige al poner otro capacitor en paralelo, sino que se corrige al unir las fases del circuito impreso con un alambre pasante.

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10) A NÁLISIS DEL M ODO DE R EPRODUCCIÓN 10.1 Introducción Así como el servo de foco tenía dos modalidades de trabajo, búsqueda y reproducción (también llamadas de lazo abierto o cerrado); el servo de tracking tiene dos modalidades: modo normal y modo por salto. En el modo normal los surcos se exploran tal y como lo previera el editor del disco, comenzando por el primer surco del primer tema y terminando en el último surco del último tema. Normalmente el usuario utiliza algún modo programado de reproducción, en donde él decide en qué secuencia desea reproducir los temas. Por ejemplo puede decidir que el último tema del disco se ejecute primero y luego se ejecute en el orden en que fueron grabados desde el primero al décimo. Esta sencilla disposición pone en funcionamiento una gran cantidad de prestaciones del sistema CD, que deberemos analizar una a una. Lo fundamental es que el lector reconozca cómo se realiza esa ejecución programada sin que le quede una sola duda al respecto. Recuerde que la lectura del disco no puede comenzar, si el sistema no leyó la TOC; en efecto lo primero que debe ocurrir es la lectura de la TOC y tan importante es este hecho, que la TOC se encuentra grabada por triplicado (método de la redundancia total). Cuando el sistema tiene leída y corregida la TOC, sabe en qué secuencia están grabados los temas, cuánto dura cada uno, cuántos temas hay y algunos datos más sobre el tipo de grabación empleado en cada tema. Piense en la importancia fundamental que tiene la lectura de la TOC, que su información se graba por triplicado y que el microprocesador analiza los datos homónimos de las tres TOC y decide por mayoría en caso de que no exista coincidencia. Con la TOC reconstruida, el microprocesador presenta todos estos datos en una pantalla resumida, para que el usuario pue-

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Figura 10.1.1

da tomar sus decisiones. Ver figura 10.1.1 En esta pantalla, nuestro usuario puede observar que el disco a reproducir tiene por ejemplo 15 temas y puede programar la secuencia de reproducción empleando Figura 10.1.2

A NÁLISIS la misma pantalla. Luego pulsará play para comenzar a reproducir. En ese preciso momento el microprocesador observará que debe comenzar a reproducir el tema 15, controlará en qué surco se encuentra el silencio anterior a dicho tema y en qué surco se encuentra estacionado y calculará un salto de cierta cantidad de surcos (en realidad calculará varios saltos de 100 surcos, varios otros de 10 y algunos de un surco). Una vez realizado el cálculo procederá a encender el láser, buscar el foco, hacer girar el disco y realizar el salto. Una vez que el pick-up está ubicado en su nueva posición procede a leer el número de surco sobre el que se encuentra ubicado (la grabación siempre se presenta de a pares, sonido, datos de ubicación del sonido, canal izquierdo o derecho, etc.). Si el microprocesador comprueba que está bien ubicado, desconecta el muting y podremos escuchar el deseado tema 15. Pero si el microprocesador comprueba que está sobre un surco equivocado, en lugar de abrir el audio, calcula un nuevo salto y lo ejecuta. De este modo sólo se producirá la apertura del audio sobre el surco solicitado. Si el sistema no funciona correctamente, el sonido no se abrirá pero jamás se reproducirá un surco equivocado. En la figura 10.1.2 graficamos cómo se produce el modo de búsqueda de temas. Ahora que el sistema colocó el láser sobre el surco deseado, comienza la llamada exploración normal. El disco está girando y la lente se debe mantener a la altura correcta para lograr el enfoque óptimo y exactamente sobre el centro del surco hipotético o por lo menos muy cerca del mismo. Observe que la corrección debe ser permanente, dada la curvatura del surco; el problema es similar al que ocurría en un disco long play de vinilo, sólo que en ese caso era la fuerza de la gravedad (actuante sobre las paredes oblicuas del surco), que se encargaba de guiar la púa. Ver figura 10.1.3.

Figura 10.1.3

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En un CD, el pick-up óptico no toca de ningún modo el disco en forma mecánica; como sabemos, la única interacción pick-up disco ocurre a través del rayo láser y los fotodiodos de tracking E y F (existen dispositivos muy antiguos llamados “de simple haz” que realizan el control de tracking con los 4 fotodiodos centrales y otros muy modernos que tienen un sistema de 3 fotodiodos, pero ambos tienen una inserción tan pequeña en el mercado que no tiene sentido estudiarlos en detalle).

10.2 Falla del Servo de Tracking Aún no conocemos en detalle cómo funciona el servo de tracking; pero para reforzar los conceptos teóricos del funcionamiento del servo de tracking, es conveniente explicar ahora qué fallas ocurren cuando el servo de tracking no funciona o lo hace defectuosamente. La primera manifestación de un servo de tracking defectuoso se presenta en la lectura de la TOC. En efecto, para las acciones anteriores el sistema no necesita leer el surco (encendido del láser, medición de la intensidad de luz retornada, búsqueda de foco). Recién cuando FOK y FZC confirman que el foco es correcto, el disco comienza a moverse en forma brusca con una acción llamada patada de arranque o quick (literalmente la patada del motociclista que pone en marcha el motor). Con la patada de arranque, el disco gira a una velocidad mayor que la necesaria para mantener un flujo de datos adecuado pero el servo de foco se mantiene atento porque por rozamiento la velocidad se va a reducir hasta que llega a un valor cercano al normal, momento donde comienza a actuar manteniendo constante el flujo de datos (observe el lector que no decimos la velocidad de rotación, sino el flujo de datos; más adelante cuando se analice el servo de velocidad se aclarará la diferencia). Ver figura 10.2.1 De cualquier modo un reproductor puede tener deficiencias en el control de velocidad o en la lectura de datos y sin embargo puede leer perfectamente la TOC. Esto ocurre porque la lectura de la TOC no necesita realizarse en un tiempo determinado, ya que no estamos reproduciendo un tema musical que requiera un flujo constante de datos; por otro lado, la lectu-

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ra por triplicado es sumamente efectiva y puede corregir fallas importantes de lectura por un funcionamiento defectuoso de los servos o por agotamiento del pick-up. A veces nos encontramos con aparatos que demoran en leer la TOC pero que terminan leyéndola y presentando la información correspondiente sobre el display pero que luego no son capaces de reproducir el primer tema cuando pulsamos PLAY. Lo que ocurre es que simplemente la pérdida de datos es tan grande que el decodificador no puede mantener un flujo de datos adecuado para reconstruir la señal de audio analógica y, por lo tanto, no se levanta el MUTE y el reproductor permanece en silencio. Esta es una condición muy variable y es posible que el reproductor reaccione de muy diversas maneras: si la pérdida se encuentra en el límite del funcionamiento puede ocurrir que el audio se abra esporádicamente y se genere un audio entrecortado o puede ocurrir que algunos temas puedan leerse y otros no (las fallas de grabación se acentúan en un reproductor deficiente). También puede ocurrir que el servo de velocidad funcione incorrectamente: acelere y frene el disco y hasta, inclusive, lo haga girar al revés. Lo que ocurre es que el sistema de CD siempre trata de mantener constante el flujo de datos y, si se pierden datos, el sistema se equivoca y aumenta la velocidad de rotación; esto hace que la señal de entrada sea aun de mayor frecuencia y, por lo tanto, se pierden más datos y el sistema tratando de recuperarlos aumenta la velocidad. Observe que se trata de un proceso degenerativo que pronto termina, cuando el microprocesador ordena que se aborte la operación de lectura. Por lo tanto una falla en el servo de tracking se manifiesta de la siguiente manera: A) el disco gira pero no se llega a leer la TOC; B) luego de varios intentos se llega a leer la TOC; C) el disco gira y el sistema lee la TOC de inmediato pero cuando se aprieta PLAY ocurre alguna de las siguientes alternativas: C.1) el disco gira pero luego se detiene y el display indica “no disc”,

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CD Figura 10.2.1

C.2) el disco gira y se escucha audio con algunos cortes, C.3) el disco gira y se escucha audio en forma entrecortada hasta que se detiene definitivamente. Estas fallas no siempre se deben a un problema en el servo de tracking. En efecto, los reparadores tiene tendencias a considerar que si el disco giró es porque el servo de foco funciona correctamente y está libre de toda sospecha. Efecto es probable que el servo de foco no tenga fallas, pero cuando el disco comienza a girar, el servo de foco se ve sometido a mayores requerimientos que cuando el disco estaba detenido y puede ocurrir que presente una falla menor, que se manifiesta sólo cuando el disco gira. Por otro lado, es posible que los servos de foco y de tracking funcionen a la perfección; pero falle el servo de velocidad (CLV) o el driver del motor de rotación, de modo que el flujo de datos es inadecuado (muy bajo o muy alto). Como vemos, no es simple realizar un diagnóstico preciso y un buen técnico requerirá de la aplicación de un método y de discos y aparatos de prueba para determinar a ciencia cierta en cuál o en cuáles de los servos se encuentra una falla. Digamos de paso que éste es el problema fundamental del reparador de reproductores: determinar cuál de los servos es el que presenta la falla. La respuesta no es simple y el lector deberá seguir paso a paso nuestro curso en donde daremos todas las indicaciones que nos permitirán aclarar éste y otros problemas que se puedan presentar.

10.3 El Simil del Avión Fumigador En todos mis cursos utilizo un símil para que al alumno le quede claro el proceso de lectura óptica de

A NÁLISIS Figura 10.3.1

Figura 10.3.2

los surcos de un disco CD. Imagínese que Ud. es el piloto de un avión fumigador que debe rociar un campo sembrado de una manera muy particular con un solo surco en forma de espiral divergente. Para rociar el campo, Ud. debe ubicar el avión a una altura de 10 metros exactos por encima del surco. Ni más alto porque el viento dispersa el insecticida, ni más bajo porque no cubriría todo el surco o existiría la posibilidad de un choque. Por otro lado, el piloto debe observar que el avión se encuentre directamente arriba del surco para no rociar el campo existente entre dos brazos contiguos de la espiral. Además, el piloto debe observar que el avión se mueva a la velocidad correcta para rociar una determinada cantidad de litros por metro cuadrado de insecticida. Todas las decisiones del piloto deben ser tomadas por observación visual del surco. Mirando la línea del horizonte, determinará la posición de su avión (cobrando o perdiendo altura) y mirando a ambos lados de la cabina, determinará la posición sobre el centro del surco y la altura sobre el mismo; por último, observando las plantas sobre el surco, deberá apreciar la velocidad del avión y controlar que pase una determinada cantidad de plantas por segundo (flujo de plantas) en promedio, ya que, por supuesto, las plantas no están plantadas a distancia precisa una de otra. El modo en que el piloto explore el campo depen-

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de del estado del avión y de la capacidad de manejo del piloto. Veamos cómo se mantiene la altura, aunque en realidad nos interesa el tema de la posición sobre el surco (tracking). El piloto observa la línea del horizonte para saber si su avión baja o sube y aprecia la distancia al suelo para saber si debe variar la altura. El suelo está muy lejos de ser perfectamente horizontal, es decir que la Tierra tiene hondonadas y mesetas que el piloto debe compensar variando el timón de altura. Desde que aprecia un montículo, hasta que opera el timón, pasa un tiempo que depende de sus reflejos y luego todo depende del carácter y la pericia del piloto; si es de carácter nervioso, seguramente sobrecompensará las correcciones y deberá realizar otras que compensen las primeras. Seguramente realizará una corrección de altura en forma oscilatoria como lo indica la figura 10.3.1. En cambio un piloto muy lento, demorará un tiempo mayor del normal en realizar una corrección y su curva de corrección será muy similar a la de la figura 10.3.2., evidentemente un piloto normal será un caso intermedio entre los tratados. Con respecto a la posición sobre el surco, ocurre algo similar: el piloto controla la aparición de las plantas por uno u otro lado de la cabina. Si aparecen plantas por la izquierda, girará el volante hacia el mismo lado y viceversa. Las correcciones también pueden ser excesivas o lentas y se generarán curvas similares a las anteriores. Antes dijimos que la curva de altura o dirección dependía también del estado del avión. En efecto, los timones de dirección y altura estarán en posición central si el avión no tiene fallas de construcción, pero la más leve alteración en las formas aerodinámicas generará una fuerza que el piloto deberá compensar con el timón de dirección o de altura. Es decir que el piloto no sólo debe corregir los apartamientos de altura y posición sino los errores de su propio avión. Cuando los errores propios son muy importantes seguramente el piloto no podrá controlarlos y el avión necesitará un mantenimiento para seguir fumigando dentro los niveles habituales de error. En nuestro reproductor existen prácticamente todos los controles que posee el avión. Por ejemplo, tenemos los controles de bias de foco y de bias de tracking que compensan los errores del sistema (en este caso error en la posición de reposo de la lente con respecto al punto de foco y posición sobre el surco óptimos). También existen los controles de ganancia de foco y de tracking que determinan la ganancia para evitar sobrecorrecciones y oscilaciones. Por último, existe un control llamado VCO que

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podemos asimilar al de ajuste de la velocidad del avión. En nuestro reproductor, el piloto real está reemplazado por sistemas automáticos que mantienen a la lente en posición con mayor o menor precisión de acuerdo a sus parámetros de diseño. No todos saben, que sólo algunos servos están diseñados para soportar trabajos pesados, como reproducir con el sistema en movimiento. Los diseños Figura 10.3.3 adecuados para reproductores que van a trabajar en vehículos o en reproductores portátiles tipo discman suelen tener etapas especiales lla- ajustar la señal RF, de read frecuency = frecuencia de madas detectores de golpes o AS (de anti shot = pa- lectura, a máximo). En cuanto a los controles de gara golpe), que generan tensiones de control para mo- nancia debemos ajustarlos para que la señal RF sea dificar las constantes de tiempo de los servos. Inclu- estable, sobre todo después de un pequeño corte del sive los servos de tipo digital pueden tener un dise- haz del láser. Así presentamos formalmente el servo de tracño adecuado para aparatos de mesa (sin AS) o para aparatos portátiles con AS; con esto echamos por tie- king en sus dos modos de funcionamiento, la lectura rra un criterio equivocado que indica que los servos normal y la lectura por saltos (búsqueda de temas). digitales son adecuados para aparatos portátiles o de Explicamos la función del servo haciendo un equivalente clásico con un avión fumigador, hasta llegar a auto. Ver figura 10.3.3. Volviendo al tema de los preset de ajuste, quere- encontrar el parangón con los preset de ajuste de un mos mencionar que el mejor ajuste es aquel que me- reproductor. También mencionamos que existen dijora la señal captada por el pick-up. Nuestro piloto ferentes tipos de servos adecuados para diferentes ajustará los controles del avión para ver mejor las funciones. Vimos que un servo de un equipo portátil plantas a fumigar. Ud. debe ajustar los controles de tiene circuitos especiales, como el generador de AS, bias de foco y de tracking para máximizar la salida que no los tienen los servos de uso genérico para del pick-up (adelantándonos, diremos que debemos equipos de mesa.

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11) E L S ISTEMA DE D ESPLAZAMIENTO R ADIAL 11.1 Introducción Ya sabemos cómo es el sistema de movimiento de dos grados de libertad de la lente, pero ¿ese sistema es común a todos los equipos de CD?. No; los primeros equipos que se vendieron en la Argentina (reproductores de marca Philips de los que existen aún una gran cantidad en funcionamiento) tenían un sistema totalmente distinto y muy efectivo que debemos conocer, sobre todo para reforzar los conocimiento de los sistemas clásicos. Al mismo tiempo debemos aclarar que en equipos de última generación se comenzaron a observar sistemas del tipo llamado con motor lineal de tracking (en general este sistema es propiciado por la empresa Pioneer en sus reproductores para autorRadio de gran calidad). Por último, debemos mencionar que el gran desarrollo de los sistemas de tracking ocurrió sobre todo ,con el incremento de la velocidad de lectura de los CD ROM. En efecto, al incrementarse la velocidad Figura 11.2.1

Figura 11.2.2

de lectura el mecanismo de desplazamiento radial del pick-up debe modificarse consecuentemente para que la búsqueda de datos se realice a una velocidad aceptablemente alta. De nada sirve que los datos se lean con una gran velocidad si demoramos varios segundos para colocar el pick-up en posición de lectura y otros tantos para verificar el dato y realizar una eventual corrección de posición. En esta introducción queremos hacerle notar al lector que el mecanismo de corrección radial es una verdadera joya de alta tecnología ya que combina un costo bajísimo (generalmente están construidos con engranajes de plástico y motores de escobillas del tipo similar a los de juguete) con una precisión micrométrica. Al mismo tiempo le recordamos que la más mínima vibración o endurecimiento de este mecanismo puede causar una pérdida de señal permanente o transitoria que muchas veces se confunde con otros problemas.

11.2 Sistema D’ansorval El mecanismo de D’ansorval fue utilizado primitivamente para instrumentos medidores de corriente. En su viejo téster analógico, seguramente Ud. tendrá un instrumento de imán permanente y bobina móvil que se comporta en forma similar al que vamos a estudiar. La idea es suspender un cuadro móvil que contiene una bobina de cobre en un campo magnético radial intenso. Todo el sistema se mantiene alrededor del punto de equilibrio mecánico mediante dos resortes espirales que además sirven para transmitir la corriente a la bobina. Cuando circula una corriente por la bobina, ésta produce un campo magnético que reacciona con el campo magnético fijo generando una fuerza de reacción. Esa fuerza modifica el punto de equilibrio de los resortes y el sistema adopta una nueva posición (vea la figura 11.2.1). En la punta del índice se puede montar un pickup óptico y hacerle recorrer un amplio recorrido circular de modo de barrer todos los surcos de un CD con una gran precisión. Ver figura 11.2.2. La tensión continua de corrección de tracking tiene dos componentes: una componente mayor que ubica el pick-up en posición y una menor que corrige la anterior para mantener el pick-up sobre el centro del surco. Ambas sumadas, se aplican a la bobina

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móvil. El recorrido en forma de sector de círculo no afecta al funcionamiento debido a que el punto luminoso sobre la superficie metalizada tiene simetría circular. Este sistema es sumamente preciso y silencioso aunque algo lento para los tiempos actuales. Su funcionamiento por largo tiempo, lo hacen el sistema ideal, pero su costo es prohibitivo y por eso fue definitivamente abandonado cuando los fabricantes del medio oriente comenzaron a utilizar el sistema actual del tipo corredera.

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CD Figura 11.3.1

11.3 Sistemas a Corredera La mayoría de los equipos actuales corresponden al sistema de corredera combinado con un movimiento fino de la lente del tipo transversal a paralelogramo deformable o de giro y elevación que ya fueron vistos en esta serie de artículos. En la figura 11.3.1 mostramos un pick-up KSS213 muy común en varios modelos de reproductores Observe que todo el pick-up se desplaza longitudinalmente montado sobre un eje principal de acero y otro secundario de plástico. El eje de acero sirve de guía a dos bujes de bronce sinterizado; éste es un montaje sin juego de excelente calidad y durabilidad ya que el proceso del sinterizado provee al bronce la dureza adecuada y además tiene características de ser autolubricante. En el lado contrario del pick-up se encuentra un patín de nylon que se desplaza sobre un riel plástico. El pick-up gira sobre los bujes hasta apoyarse por gravedad sobre el riel plástico; todo el pick-up se debe desplazar con suavidad sobre los dos ejes cuando se haya retirado el mecanismo que lo acopla al motor de desplazamiento radial (también llamado de “sleed” o motor SL). La lubricación del los ejes primario y secundario es totalmente diferente. Mientras que el eje principal no requiere lubricante alguno (ya que posee bujes autolubricados que no admiten el agregado de lubricantes externos) el eje secundario requiere una lubricación con grasa especial para plásticos (en caso de necesidad se puede reemplazar por vaselina sólida). El mejor consejo que puede recibir el lector cuando se encuentre ante un problema de saltos aleatorios que pueden magnificarse en algunas secciones del disco sobre todo en equipos con algunos años de uso; es que desarme por completo la sección mecánica de desplazamiento radial. El trabajo es por demás delicado y debe realizarse en una mesa bien iluminada y limpia. La primera acción debe ser liberar el chasis del pick-up y lo correcto es realizarlo desmontando los cuatro tornillos de montaje flotante que se observan

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Figura 11.3.2

claramente en las cuatro esquinas del dispositivo (previamente se debe retirar la manguera de conexiones o el flex del conector correspondiente). Al retirar los cuatro tornillos es conveniente observar el estado de los montajes flotantes ya que si los mismos se encuentran rotos o vencidos pueden provocar y/o transmitir movimientos bruscos que produzcan saltos y cortes de señal. En la figura 11.3.2 se observan las gomas huecas y los espárragos que las atraviesan para anclar el chasis sobre el trineo de carga. A medida que va retirando los tornillos le aconsejamos retirar los bujes de goma y observarlos con una lupa para comprobar su integridad. No es mala idea antes de retirarlos observar que cumplan su cometidos de mantener el chasis montado en forma flotante. Por construcción, si las gomas tienen la suficiente elasticidad, se comprimirán a mitad de camino es decir que aumentando con la mano el peso del pick-

E L S ISTEMA Figura 11.3.3

Figura 11.3.4

Figura 11.3.5

up se observará todavía, la posibilidad de una compresión de los bujes. Al retirar completamente el chasis este mostrará un aspecto como el que se observa en la figura 11.3.3 (vista desde el lado de la lente). El siguiente desarme

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D ESPLAZAMIENTO R ADIAL

consiste en retirar el engranaje blanco intermediario y luego el guardapolvo negro del engranaje de reducción para dejar el pick-up liberado para la prueba de deslizamiento libre (vea la figura 11.3.4). Esta parte del desarmado es sumamente importante porque el engranaje blanco sirve para cargar elásticamente al engranaje lineal que está fabricado en dos piezas superpuestas con un resorte que las desplaza para matar el juego mecánico. Antes de retirar el engranaje blanco que opera de traba, se debe observar cuántos dientes del engranaje lineal se encuentran cruzados para luego proceder al armado exacto. La prueba de deslizamiento libre se basa en la teoría del plano inclinado; consiste en llevar el pickup hacia un tope y luego comenzar a inclinar el chasis lentamente hasta que el pick-up se mueva libremente hacia el otro. El pick-up debe comenzar a moverse con ángulos tan pequeños como de 8° indicando de este modo que la lubricación, los bujes y el eje principal de acero están en una condición óptima. En la figura 11.3.5 mostramos todos los engranajes y el eje principal preparados para bañarlos en tetracloruro de carbono (en su defecto puede utilizarse alcohol isopropílico o alcohol medicinal). Recomendamos especialmente que se desarme el engranaje lineal, ya que entre sus dos piezas es donde se suele endurecer el lubricante por acción del polvillo ambiental. En la figura se puede observar la etiqueta donde se imprime el modelo del pick-up. Si Ud. desea saber si se trata de un pick-up nuevo, debe observar el fondo blanco de la etiqueta ya que está realizada con un papel especial que se va transparentando con el tiempo. Si la etiqueta parece como mojada en vaselina, el pick-up tiene más de tres años, en tanto que los que tienen menos de un año de fabricados conservan su etiqueta impecablemente limpia. Este simple dato permite distinguir entre un pick-up nuevo y uno reacondicionado aunque le aconsejamos desconfiar de etiquetas demasiado altas porque encontramos unidades con etiquetas nuevas sobrepuestas. Las piezas indicadas, salvo el pick-up, se deben sumergir en un recipiente con tetracloruro de carbono que se compra en droguerías (es el mismo componente que se utiliza en las granadas anti incendio). Los bujes y la mitad del engranaje lineal que se encuentra en el cuerpo del pick-up se deben limpiar cuidadosamente con un pincel de pintor de arte embebido en tretracloruro. Lo mismo debe hacerse con el riel plástico que queda sujeto al chasis. Una vez que todas las piezas se encuentren perfectamente limpias, se procederá al armado recordando que antes de colocar el engranaje negro se de-

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be cruzar los dientes de las dos mitades del engranaje lineal. Recuerde que el eje principal no requiere lubricación de ningún tipo y que los engranajes se lubrican con un lubricante especial para piezas plásticas o en su defecto vaselina sólida del tipo medicinal. El pick-up debe limpiarse con aire comprimido a baja presión teniendo en cuenta que se requiere un tiempo considerable para que el polvo del interior se levante y salga por los intersticios del mismo. Por lo general se aconseja el sopleteo durante un par de minutos o más aún. El proceso indicado suele ser mágico para recuperar bandejas ópticas de equipos que no admiten el cambio completo de las mismas. Es más, este sistema aplicado en forma industrial suele ser la única reparación que se efectúa sobre las unidades de CDROM ya que su bajo precio no permite realizar cambios de ningún componente (y mucho menos el pick-up). Por otro lado, esas unidades son propensas a ensuciarse dado su frecuente uso, el hecho de que los discos se mueven a elevadas velocidades de rotación levantando el polvillo atmosférico y sobre todo por el intenso y rápido movimiento de búsqueda de datos no contiguos.

11.4 Algunas Fallas Mecánicas del Servo de Tracking Aún no conocemos el circuito completo del servo, pero sí conocemos toda la parte mecánica del mismo. Por lo tanto la propuesta es analizar las posibles fallas relacionadas con el sector mecánico. Las fallas pueden ser catalogadas de diferente modo pero el mejor es considerando si se trata de fallas aleatorias o repetitivas. Es decir, si un equipo tiene un salto a repetición prácticamente siempre sobre el mismo tema y la misma frase musical se deben verificar algunas partes mecánicas. En cambio si el problema surge en cualquier sector del mismo disco al azar (falla aleatoria) se deben verificar otras. Las causas de fallas repetitivas se deben buscar en la transmisión por engranajes. Por ejemplo un diente roto en el engranaje lineal producirá una falla siempre en el mismo sector del disco de todos los discos que se prueben. Esta falla es muy particular porque por más que el sistema se arme correctamente, el engranaje roto hace que se pierda la carga del resorte cada vez que se lee con ese sector del engranaje. Por lo tanto también se verán afectadas en menor grado otros sectores del disco, ya que el mecanismo tendrá un juego muerto irreductible. Si el diente roto se encuentra en el engranaje circular intermedio final (en nuestro caso el negro) se

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puede producir una falla repetitiva en diferentes temas ya que este engranaje da varias vueltas para leer todos los temas. Si el diente roto se encuentra en el engranaje intermedio inicial, la falla es más repetitiva aún y si se encuentra en el pequeño engranaje del motor se producirá un salto prácticamente cada vez que se enciende el mismo. El problema del reparador de reproductores de CDs es que diferentes fallas producen el mismo síntoma. Por ejemplo un servo con poca ganancia (tanto de tracking como de foco) produce una lectura con saltos. La misma falla la produce un engranaje de motor con un diente roto o gastado. ¿Como hacemos entonces para decidir entre problemas mecánicos y eléctricos? Realmente es muy simple; sólo se debe escuchar y mirar el motor radial. Si el corte o salto se produce en el instante en que se enciende el motor y dura mientras el mismo está girando el problema es seguramente mecánico. Si los cortes o saltos se producen con el motor apagado busque un problema eléctrico o relacionado con el movimiento de la lente (flex o alambres cola de ratón de pick-up). Un problema muy repetido ocurre con el lubricante existente entre las dos mitades del engranaje lineal. Este sector es el talón de Aquiles del sistema; el polvo ambiental se mezcla con el lubricante produciendo un material que aumenta el rozamiento en lugar de reducirlo. Como consecuencia se obtiene un funcionamiento aleatorio con gran cantidad de saltos y cortes que se soluciona mágicamente con una buena limpieza. Si el problema está relacionado con la reacción a los golpes sobre la mesa observe si los montajes flotantes no están vencidos o rotos. Si no encuentra ningún problema mecánico, entonces analice los parámetros eléctricos de los servos y sobre todo verifique el sistema antishock. Ante un problema en un tema o un sector específico de cada disco no se olvide de considerar el flex o la manguera del pick-up. Muchas veces, aunque parezca increíble, el flex permanece haciendo contacto hasta un cierto punto en que su curvatura llega a un sector con pistas cortadas en donde se produce un abrupto corte de lectura. Estos casos se suelen descubrir reemplazando el flex por otro (ya se pueden conseguir en los comercios del ramo así que no es necesario ubicarlos como un repuesto especifico). Inclusive le recomendamos que no sólo considere cables cortados sino también cables endurecidos por sulfatado del cobre que pueden ocasionar impedimentos mecánicos.

12) C ÓMO SE R EALIZA UNA L ECTURA N ORMAL 12.1 Introducción Para analizar la reproducción normal se puede dividir al servo en diferentes bloques constitutivos que enumeramos a continuación: A) Conversores corriente/tensión B) Matriz de tracking

Figura 12.1.1

C) Filtrado de la señal de error D) Amplificación de la señal de error E) Generación de la señal del motor radial F) Excitador del motor radial G) Excitador de la bobina de tracking Si incluimos todos estos bloques en un bloque genérico llamado servo de tracking la disposición circuital completa sigue un diagrama como el mostrado en la figura 12.1.1. Observe que además de lo que llamamos servo principal existe una etapa que no es imprescindible y que en muchos equipos no existe: el generador de AS (de anti shock). Esta etapa solo funciona detectando que el equipo está sometido a un movimiento considerable para que el microprocesador responda cambiando la constante de tiempo del filtro (se incrementa para adecuarla a la condición de uso). La disposición para la reproducción normal, es la clásica de un sistema de lazo cerrado con una entrada diferencial y dos salidas; una para un actuador de ajuste grueso (el motor y la reducción mecánica) y otra para un actuador de ajuste fino (bobinas de tracking). El modo de funcionamiento de los actuadores es el siguiente: cuando se alimenta la sección de CD, el microprocesador, como primer acción lee el estado del interruptor de fin de carrera que se encuentra montado en la bandeja óptica, sensando que el pickup se encuentre en el fin de su carrera mecánica hacia el centro del disco (vea la figura 12.1.2). Si el pick-up se encuentra lejos del fin de carrera, los contactos están abiertos y el microprocesador (por su canal de comunicaciones) le ordena al servo que encienda el motor radial con dirección hacia el centro del disco. En el momento que los contactos se cierran se suspende el movimiento y de inmediato se invierte por un tiempo determinado de modo que el pick-up se estacione sobre el disco un poco antes de la TOC. En este punto comienza siempre la lectura de un disco nuevo.

12.2 La Secuencia de Encendido de Tracking

Figura 12.1.2

EL primer movimiento es muy importante para el reparador, porque si se lo utiliza correctamente permite determinar algunas fallas importantes que de otro modo quedarían ocultas. Así que aun antes de

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entrar en tema vamos a explicarle el primer criterio de service del servo de tracking. Antes de encender la sección CD lleve el pick-up con la mano hasta la parte más externa posible (sobre el borde exterior de un supuesto disco). Ahora conecte el equipo, enciéndalo y predispóngalo como reproductor de CD; observe el pick-up y verá como se desplaza hacia el centro del disco hasta tocar los contactos del fin de carrera, invirtiendo luego el movimiento por un corto tiempo. Para que todo esto ocurra con un movimiento suave y continuo del pick-up deben estar en buenas condiciones el motor, la transmisión (incluyendo su lubricación), el driver del motor y sobre todo los cables de conexión del mismo. En una palabra, que con una sola acción y sin ningún instrumental se comprueban varios dispositivos. Le recomendamos que realiza la prueba en todos los equipos que tenga a su alcance mientras observa la velocidad y la suavidad del movimiento. Las reparaciones, en caso de que no se produzca el movimiento o éste sea inadecuado, son casi evidentes. La ausencia de movimiento implica verificar el sistema mecánico a mano para determinar que no esté trabado; luego se recomienda desconectar el motor y alimentarlo momentáneamente con una pila de 1,5V y un resistor en serie de 10Ω 1/2W. El pickup debe moverse completando el recorrido total en unos 5 segundos (escuche atentamente mientras se mueve el pick-up para determinar la existencia de rozamientos mecánicos o falta de lubricación). Invierta la tensión aplicada para comprobar que el movimiento inverso se realiza sin dificultad. Ver figura 12.2.1. Si el motor radial gira alimentado directamente, pero no lo hace alimentado desde su propio driver, se debe analizar el estado del mismo. Por lo general los driver vienen empaquetados de a varios. Por ejemplo los dos de bobinas y los dos de motores. Por eso, el criterio a seguir es observar si funciona algún otro driver; lamentablemente, si el motor radial no mueve el pick-up, el fin de carrera no opera y no se produce la siguiente operación que es el movimiento de búsqueda de foco. Estamos ante el caso del huevo y la gallina, pero podemos salir fácilmente de este círculo viFigura 12.3.1

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CD Figura 12.2.1

cioso con sólo operar el fin de carrera con la mano, un poco después de encender la sección CD. En una palabra que ante la falta de movimiento del pick-up, debemos operar los contactos del fin de carrera con la mano y observar que un instante después se produzca el movimiento de búsqueda (y el encendido del láser). Si la lente se mueve significa que el driver múltiple tiene alimentación de fuente y que por lo menos uno de sus amplificadores diferenciales funciona, reduciéndose de este modo las sospechas sobre su mal funcionamiento. En la siguiente sección, le indicamos cómo probar fehacientemente un driver.

12.3 Comprobación del Driver del Motor Radial En nuestro análisis práctico de un servo de tracking estamos analizando como realizar una reparación, y como el lector puede observar, lo estamos haciendo yendo desde atrás hacia delante. Primero verificamos el motor radial y los sistemas mecánicos de transmisión del movimiento, y en esta sección, comprobaremos el driver del motor. Por último, en la siguiente comprobaremos las bobinas de tracking y el driver correspondiente. Un driver de motor, es un amplificador de potencia con entradas y salidas diferenciales. En la figura 12.3.1 mostramos un circuito clásico sin entrar en detalles sobre el funcionamiento interno, que se analizará en detalle en la sección específica.

C ÓMO Observe que la potencia del driver se alimenta desde una fuente de alrededor de 8V, que inclusive puede ser no regulada. Por supuesto que existen equipos con alimentación por fuente partida (doble fuente + y -) pero por lo general la disposición de fuente es la que mostramos. Trabajando con una sola fuente, la única posibilidad de alimentar un motor para que gire en los dos sentidos es con una salida diferencial. Si la fuente es de 8V, el driver genera 4V en las salidas motor + y motor - para detener el motor. Esta condición se produce cuando la entrada + y la – están en el mismo nivel. La entrada negativa se toma de una tensión regulada, que generalmente tiene la mitad de la tensión de fuente de la sección (CD que en la mayoría de los equipos es de 5V). Observe que la entrada + del driver, la desconectamos del circuito integrado que la genera para aislar la falla. Suplantamos la señal de entrada con un potenciómetro de 1kΩ conectado a los 5V y medimos la entrada diferencial con un tester digital ajustándola a cero. En esa condición el motor estará detenido. Moviendo el potenciómetro, se ajusta la tensión de entrada a una tensión negativa de 1V mientras se observa el motor. Este debe comenzar a girar en uno de los dos sentidos (todo depende de cómo esté conectado el motor). Luego ajuste la entrada en +1V y verifique que gire en el sentido contrario. Si el motor gira le queda por hacer otra verificación; debe verificar que las salidas motor + y motor – varíen diferencialmente respecto a 4V porque podría ocurrir que solo varíe una de ellas con lo que el motor se mueve a la mitad de la velocidad. Salida diferencial significa que si una pata se ubica en 4,5V la otra se ubicará en 3,5V, es decir que varían en derredor de la mitad de la fuente. Anteriormente dijimos que la fuente del driver puede ser inclusive una fuente no regulada; vamos a agregar ahora que inclusive puede ser una fuente con elevado ripple; ya que el ripple se anula por aparecer con la misma fase sobre las dos salidas. Aclaramos esto porque es común que un reparador verifique la

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salida con un osciloscopio y considere la existencia de algún problema al observar el ripple. Con la prueba realizada hasta aquí se puede determinar que el driver funciona correctamente. Al lector le queda conseguir la información técnica exacta para ubicar las patas del driver; pero eso en la actualidad es factible porque ya se encuentra copiosa información técnica disponible en plaza en varios soportes diferentes. Por ejemplo, puede recurrir a los circuitos en CD de esta misma editorial o a los manuales de circuitos clásicos en papel publicados en “Saber Service y Montajes”. Otra alternativa consiste en obtener los datos del integrado por Internet entrando a nuestro portal. Como Ud. puede observar la excusa de la falta de información ya no es válida y su fracaso será seguramente por falta de conocimientos.

12.4 El Driver de Bobinas de Tracking Aunque parezca extraño, en muchos casos el autor detectó equipos en donde las bobinas de tracking estaban cortadas y técnicos con mucha experiencia no habían sido capaces de encontrarlas. En nuestro laboratorio de reparaciones al gremio suelen aparecer una gran cantidad de equipos con este problema, así que explicaremos como se determina el funcionamiento de este sector. El driver de bobina es totalmente similar al de motor. Es más el circuito integrado múltiple driver puede utilizar cualquiera de los cuatro drivers para realizar el control de bobinas de tracking, es decir que el lector puede observar que en diferentes marcas o modelos el mismo circuito integrado se utiliza con disposiciones diferentes de bobinas y motores. La prueba es totalmente similar a la realizada para el motor, sólo que en este caso se debe verificar que se mueva la bobina. Remitimos al lector al circuito de la figura 12.4.1 que es un clásico para diferentes marcas y modelos. Observe la similitud con el circuito anterior; el funcionamiento es totalmente similar. Sólo se debe tener en cuenta que el driver tenga todas las tensiones de fuente, es decir 8V 5V y 2,5V y luego variar el potenciómetro observando que la bobina se desplace progresivamente. En caso de falta de movimiento, lo más probable es que se trate de una bobina cortada. Nosotros ya nos referimos a có-

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mo realizar reparaciones sobre las bobinas o mejor dicho sobre las conexiones de las mismas (con cola de ratón o flex) así que remitimos al lector al capítulo correspondiente a las bobinas del pickup. ¿Cómo se nota que un servo de tracking no opera las bobinas? El movimiento fino de la lente en sentido radial es difícil de observar con el disco colocado. Sin el disco, la lente no tiene por qué moverse Figura 12.4.2 radialmente ya que no existe surco que seguir. Por esa razón el técnico suele saltear un problema tan importante como una bobina cortada. El método que propusimos nos permite salvar esta grave falencia y le vamos a dar una alternativa por demás interesante. Si Ud. tiene la información técnica correspondiente no tendrá inconvenientes en aplicar este método alternativo. Simplemente debe unir las entradas de los drivers de foco y tracking con un resistor de 1kΩ y controlar que durante la búsqueda de foco la lente no sólo se mueva de arriba abajo sino también radialmente del exterior al centro del disco o viceversa. Ver figura 12.4.2 En el circuito podrá Ud. observar que indicamos los nombres más comunes de las señales de entrada a los drivers. En efecto, el nombre de TAO proviene de Tracking Output y es absolutamente común a todos los equipos AIWA y SONY. El nombre FEO es también común y proveniente de Focus Error Output. 12.5 Generación de las Señales del Servo de Tracking En lo que queda de este capítulo vamos a presentar el problema de la generación de las señales de tracking. En el siguiente lo vamos a completar con circuitos específicos. El movimiento radial grueso (debido al motor) se realiza de modo controlado por el microprocesador durante el arranque (nos referimos al acercamiento del pick-up a la TOC). Pero a partir de allí y en el momento en que el microprocesador ordena la patada de arranque el servo de tracking comienza a trabajar en lazo cerrado y todo el control es local inclu-

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yendo el encendido y apagado del motor radial. En realidad, tanto el movimiento de las bobinas como el encendido del motor se realiza partiendo de la misma señal TE (tracking error), pero mientras una es una función lineal de TE, la otra es un pulso breve y esporádico cada vez que TE supera un valor considerado como límite. Este límite regula el máximo del movimiento de la lente por la bobina, luego del cual la misma toca contra la montura de la lente. Los acontecimientos suceden del siguiente modo, luego que el pick-up se estaciona un poco antes de la TOC. El microprocesador da la orden de encender el motor de rotación (con el laser previamente encendido y enfocado sobre la zona metalizada del disco). El haz caerá en una zona espejada arbitrariamente ubicada entre dos surcos (casualmente podría estar ubicado en el centro de un surco, pero este sería un caso muy excepcional que no tiene sentido considerar). De cualquier modo, como el surco tiene una forma de espiral divergente, a poco que el disco comience a girar el haz deberá pasar por un surco. A partir de allí los fotodiodos E y F comienzan a generar una tensión de error que debidamente filtrada y aplicada al driver de bobinas terminará moviendo rádialmente la lente en un seguimiento perfecto del surco en espiral. La forma de señal de error será una combinación de ruido aleatorio con un crecimiento lento debido a que la lente debe moverse monótonamente hacia el exterior del disco para seguir la espiral. Ver figura 12.5.1. Para encender el motor radial, basta con enviar TE a un detector de nivel, de modo que cuando la tensión TE supere un nivel determinado (típicamente elegido en 3V) el motor comience a funcionar. De este modo el pick-up se mueve hacia el exterior en

C ÓMO

Figura 12.5.1 forma rápida y la lente se mueve hacia el centro del disco exactamente en la misma magnitud. Ambos movimientos se compensan entre sí, de modo que se cancelan y la lente aparece como suspendida en un mismo punto. Sin embargo se produjo un cambio

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muy importante, la lente se movió dentro de su alojamiento de modo que ahora tiene suficiente lugar como para moverse nuevamente. El sistema es simple y efectivo, sólo que requiere un filtrado extra de la tensión de error de foco que se dirige al detector de nivel. En efecto, un filtrado con un capacitor de elevado valor consigue que a pesar de que la lente se reacomode rápidamente, no se produzcan cambios inmediatos en la tensión de entrada del detector de nivel, de modo que el motor sigue encendido por un instante. Sin este filtro, el sistema funciona pero con muchos y cortos encendidos por segundo del motor. De acuerdo al valor del filtro, se puede conseguir que el motor se encienda unas dos veces por segundo, que es lo que se considera ideal.

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13) FALLAS

EN EL

13.1 Introducción El diagnóstico de fallas en reproductores de CD es un verdadero arte más que una ciencia. La realidad es que el reproductor manifiesta casi del mismo modo un problema de foco, de tracking, o de velocidad. En este artículo le vamos a explicar cómo se puede determinar el servo fallado sin ningún tipo de duda. Otro de los problemas que genera discusiones en el service de reproductores de CD es el instrumental utilizado. ¿Se puede reparar sin usar un osciloscopio? Se puede y, más aún, a veces las indicaciones del osciloscopio no son tan claras como las que puede brindar un amplificador con un auricular conectado detectando la señal de lectura RF o la señal de error de los servos TE, FE o VE (no esfuerce su memoria VE, es un invento del autor para referirse a la señal de error del servo de velocidad, es la señal que se aplica a la entrada del driver de velocidad y que cada fabricante llama con nombres diferentes). ¿Una vez que se determina que la falla está en el servo de tracking, cómo se arregla? Todas estas preguntas pretenden ser contestadas en este artículo de manera ordenada y didáctica y el lector puede estar seguro que las respuestas son concretas y prácticas porque se basan en técnicas de reparación que el autor o sus ayudantes aplica a diario en su laboratorio de reparaciones al gremio. ¿Hasta dónde se debe llegar en las reparaciones? A nivel de componentes o a nivel de conjuntos completos. Todo depende de la marca y modelo del reproductor, el nivel de precios de los componentes es algo tan variable que no se pueden sacar conclusiones generales. En muchos casos se consiguen ofertas de bandejas ópticas a un precio menor que el pick-up solo. El autor suele desconfiar de esas ofertas y muchas veces prefiere reparar una bandeja antes que tentarse con una oferta generalmente deshonesta y sin ninguna garantía. Claro que reparar un pick-up a nivel de componentes (por ejemplo cambiar un engranaje con un diente roto), depende de tener un buen stock de bandejas con fallas para recuperar materiales. En la jerga esto se llama “cirujear”

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y no es una técnica muy aconsejable ya que estamos reemplazando piezas falladas por otras usadas. En fin, la decisión de aplicar cirugía menor o mayor depende del cirujano y éste debe tomar la decisión en función de las circunstancias. Analice los costos de los conjuntos de componentes y compare con el tiempo de reparación a nivel de componentes individuales.

13.2 El Movimiento Compuesto del Pick-Up y el “Juego Muerto” El pick-up tiene un movimiento compuesto, cuando todo el pick-up se mueve hacia fuera mediante el motor de sled la lente se mueve hacia adentro por medio de la bobina de foco y compensa el movimiento anterior para que el haz no cambie de posición. Si Ud. recuerda las dimensiones del haz y el ancho del surco se dará cuenta que no es una tarea menor conservar la posición relativa de ambos. Es como realizar equilibrio sobre una cornisa durante un temblor de tierra. Digamos que el sistema está preparado para trabajar mientras se produce un temblor de tierra pero no para funcionar durante un terremoto. Con esto queremos decir que es necesario que el movimiento del motor sea suave y que no se repita muy rápidamente. El motor de sled, las colizas de desplazamiento, los bujes (generalmente de bronce sinterizado que son reemplazados por un paupérrimo plástico en los pick-up de dudosa procedencia) los engranajes reductores, los engranajes sinfín, etc, etc. deben ser de una precisión absoluta y estar perfectamente lubricados para evitar los movimientos bruscos (el terremoto) del pick-up. El sistema mecánico de transmisión debe tener algún modo de evitar el juego muerto de los engranajes sin endurecer la transmisión. El juego muerto se produce cuando un engranaje tiene (por su tolerancia de fabricación o por desgaste) un hueco mayor que el diente hermanado. Ver figura 13.2.1. En ella se observan los dos casos más comunes, pero existen otros más difíciles de dibujar relacionados con el desgaste de los dientes. Observe que un engranaje se puede mover una distancia determinada antes de transmitir su movimiento al otro; justamente el problema se produce porque el motor de sled se encuentra sin resistencia mecánica y se acelera hasta

FALLAS

Figura 13.2.1 que el engranaje que se mueve hace tope con el quieto y se produce un movimiento brusco. ¿Y cuál es la consecuencia de ese movimiento brusco? Generalmente, la consecuencia es un error de lectura corto o largo dependiendo del estado de los dos servos de posición (foco y tracking).

13.3 Sistemas Mecánicos que Reducen el “Juego Muerto” Si el lector es un reparador de la vieja época seguramente conoce los sistemas reductores del juego muerto porque se utilizaban en el mecanismo del dial de las viejas radios de buena calidad. El problema allí era similar al del mecanismo de CD; el juego

Figura 13.3.1

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muerto no permitía sintonizar con precisión las emisoras de OC ya que no existía una reacción inmediata del tandem al realizar una acción sobre el eje del dial, sino que se necesitaba girar un buen ángulo para que el tandem reaccionara. Para los técnicos mas jóvenes: el tandem era un conjunto de dos o más capacitores variables del orden de los 200 a 500pF de capacidad máxima, que variaban al unísono por estar montadas en un eje común. Este dispositivo se encargaba de sintonizar el circuito de antena y el oscilador local de la radio, considérelos como varicaps mecánicos. Un juego muerto entre engranajes se puede evitar principalmente con dos métodos: el método del engranaje partido y el método de la cupla antagónica y ambos se utilizan por igual. En la figura 13.3.1 se puede observar el método del engranaje partido. La figura debe entenderse del siguiente modo: el engranaje que imprime el movimiento está rebanado en dos mitades independientes; estas dos mitades están relacionadas con un resorte de expansión o de contracción de modo que los dientes queden desplazados entre sí. Antes de acoplar los engranajes se desplazan las dos mitades, de modo que los dientes del engranaje enfrentado trabe el retorno de las dos mitades a su posición de reposo. Con esto se elimina el juego muerto pero las pérdidas de transmisión pueden resultar elevadas sobre todo cuando el lubricante entre las dos mitades del engranaje se endurece por acción del tiempo y el polvillo atmosférico. Este sistema, muy utilizado por otra parte, adolece de un grave problema cuando el dispositivo se utiliza en un ambiente con mucho polvo atmosférico. Cada tanto se debe realizar un mantenimiento preventivo consistente en desarmar las dos mitades, limpiar el lubricante y volver a armar el sistema cruzando la misma cantidad de dientes que se cruzaron en fábrica al armar el sistema por primera vez. Por lo común, los reparadores se dan cuenta que el sistema necesita lubricación y proceden al desarme sin observar el entrecruzamiento de dientes. Lo más común es que vuelvan a armar el mecanismo sin cruzar los dientes y el sistema tenga juego muerto y cortes del sonido tal como antes de cambiar el lubricante. Con referencia al lubricante a utilizar es muy poco lo que se puede decir, ya que no es común que ingresen lubricantes especiales por distribuidores confiables dado su poco margen de ganancia. El autor, luego de probar diferentes lubricantes fabricados localmente, observó que todos ellos tenían contenido alcalino o ácido y por lo tanto atacaban a los metales en mayor o menor medida. Definitivamente el autor considera que lo más indicado es la vaselina sólida

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de uso medicinal ya que sus fabricantes se cuidan de que no tengan contenido ácido o alcalino dado su uso íntimo en órganos extremadamente sensibles. En todo caso el mayor problema de la vaselina se encuentra en su elevada capacidad de fluir lo que hace que la necesidad de lubricación se vuelva más frecuente. En cuanto a dónde lubricar y dónde no debe lubricarse es cuestión de observar atentamente una bandeja nueva o conseguir el manual original del equipo en alguna cooperativa de técnicos o en la colección de discos CDROM de “Saber Electrónica”. Como criterio general recuerde que los componentes que se desplazan a una baja velocidad relativa se deben lubricar con grasas y los que se mueven a elevadas velocidades, con aceites. Los bujes de bronce sinterizaFigura 13.3.2 do no requieren lubricación ya que son autolubricantes (se reconocen por su color amarillo oscuro y su consistencia porosa y porque siempre se usan en contacto íntimo con ejes de acero (se los utiliza en las colisas del pick-up es decir en los ejes cilíndricos de desplazamiento). Mejor deberíamos decir que los bujes sinterizados no deben lubricarse porque los lubricantes los afectan en modo tal que al principio reducen el rozamiento, pero a las pocas horas lo incrementan (vea la figura 13.3.2). El segundo sistema para anular el juego muerto es el método de la cupla antagónica que puede observarse en la figura 13.3.3. Observe que los sistemas mecánicos que utilizan el método del engranaje partiFigura 13.3.3 do terminan acoplando el pick-up con un 13.4 Determinación del Servo con Fallas engranaje sin fin o engranaje tornillo. En cambio los sistemas de cupla antagónica utilizan un acopla¿Que servo está fallando, el de foco, el de tracmiento con engranaje lineal. Allí en este engranaje lineal es donde se realiza el acoplamiento que anula king o el de velocidad? En realidad, cuando funciona el motor de sled el juego muerto. En efecto, observe que el engranaje lineal tiene parecería que el servo que más se exige es el de tracdientes con el mismo paso que el engranaje de aco- king, sin embargo el autor asegura que ambos servos plamiento pero con diferente ángulo de ataque de están exigidos y el mas débil es el que pierde. Lo primero que debe Ud. hacer es relacionar las modo que al avanzar diente contra diente terminan calzando sin juego muerto. La cupla antagónica es fallas o cortes de audio con el movimiento del motor. justamente la que aprieta los dientes del engranaje li- Simplemente mire el motor y escuche el audio; si caneal contra los del engranaje circular para eliminar el da vez que se enciende el motor se corta el audio significa que el desencadenante es el motor de sled (el juego muerto. Este sistema no tiene graves problemas de lubri- temblor de tierra). Si Ud. observa que el disco se detiene, se realiza cación debido a que la grasa se coloca en un lugar muy accesible y puede renovarse cuando se desea. una búsqueda de foco, comienza a girar nuevamente Por otro lado, los problemas de lubricación se gene- el disco, se ajusta la velocidad y luego se abre el auran en el uso de ejes muy largos o piezas con planos dio; evidentemente significa que se cortó el lazo de de apoyo muy exagerados (como es el engranaje par- foco y el sistema tuvo que comenzar todo desde cetido) ya que la menor cantidad de polvo es suficien- ro. No hay duda de que el servo de foco generó una falla que arrastró en su caída a los otros dos servos. te para evitar que las piezas se deslicen.

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FALLAS El problema es que no sabemos la magnitud del temblor de tierra. Si el temblor es un terremoto no hay servo que aguante. Por lo tanto, verifique primero la lubricación y el estado general del desplazamiento del pick-up y vuelva a probar. Si el audio se corta pero el motor no se detiene, significa que la falla es menor a la anterior. Todavía no podemos decir que el servo de foco está libre de culpa y cargo. Para saberlo debemos utilizar el osciloscopio conectado sobre la señal FE. Los oscilogramas sobre FE siempre tienen una oscilaciones cada vez que enciende el motor de sled pero las mismas no deben ser mucho mayores que las normales cuando el motor de sled está detenido. Considere a la tensión de error de foco y de tracking como si fueran sismógrafos, uno de movimiento telúricos verticales y otro de movimientos telúricos horizontales. Los oscilogramas van a depender del temblor pero también de las condiciones del servo. Si un servo tiene poca ganancia va a tener que generar una tensión de error muy grande para controlar la bobina. También puede ocurrir que el servo tenga una ganancia correcta a ciertas frecuencias pero que no gane lo suficiente a las frecuencias correspondientes al movimiento del motor de sled. Entonces el oscilograma de la tensión de error tendrá una respuesta normal al ruido pero una mala respuesta al escalón del motor de sled. El único secreto para no equivocarse en el diagnóstico es la práctica obtenida osciloscopiando aparatos que funcionan bien y otros que funcionan mal. Si el oscilograma de foco es normal y se produce un corte, conecte el osciloscopio sobre TE y controle que no haya un corte del loop (se produce una suspensión del ruido que se reemplaza por un oscilograma plano durante unos instantes y luego retorna a la señal de ruido; el corte puede durar tan poco como 200 o 300 mS si no se llega a cortar el servo de foco). Los cortes del servo de velocidad pueden ser muchos más cortos al extremo que se pueden escuchar como si fuera un balbuceo o un tartamudeo. El servo

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de velocidad por lo general, se corta siempre por simpatía; es decir, que casi nunca es el promotor de un corte de audio, pero es cierto que los cortes reiterados de tracking desenganchan al servo de velocidad. Para analizar los servos de foco, tracking y velocidad en el preciso momento del encendido del motor de sled se utilizan los dos haces del osciloscopio en uno ya tenemos conectados la señal FE en el otro debemos conectar la señal SLO. El sincronismo del osciloscopio se debe producir con la señal de sled y el oscilograma será similar al que mostramos en la figura 13.4.1. ¿Por qué la señal normal tiene forma de ruido? Las señales de error tienen una forma que acompaña a la forma del parámetro que corrigen. El error de foco tiene una forma que sigue al espesor del disco y a la constante de difracción del plástico en cada punto explorado del disco. Estos parámetros se modifican aleatoriamente y dan lugar a la generación de una señal de ruido o tensión de cambio aleatorio. De qué depende el nivel de ruido en FE TE o VE. Depende de la variación del parámetro pero también depende de la ganancia de lazo cerrado del sistema. Si el amplificador de error tiene baja ganancia el servo funcionará flojito y la tensión de error que se genera tendrá una amplitud mayor a la normal. ¿Cuáles son las amplitudes normales de las señales de error? Lamentablemente se puede predecir la forma, pero no se puede predecir la amplitud; consiga el manual de service ya que esta amplitud cambia con la marca o modelo de equipo. En principio, en el Aiwa 330 la amplitud nominal es de 200 a 400 mV para FE o TE.

13.5 Cómo Reparar sin Osciloscopio Las frecuencias de muchas señales de un reproductor son audibles y es más práctico utilizar como elemento de medición un amplificador estereofónico que un osciloscopio. A las pruebas me remito. Ud. trató de ver con el osciloscopio la señal de FE durante la búsqueda de foco. Realmente es más escurridiza que un pesca-

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do enjabonado. Para verla en la pantalla, se requiere un osciloscopio digital con memoria y eso suele ser costoso. Si Ud. cuenta con 1200 dólares para comprar uno, seguramente no se dedica a la reparación, así que no puede ofenderse si yo le dedico este articulo a los que no tienen ese dinero y son mis verdaderos colegas. La técnica es muy sencilla y no requiere grandes explicaciones. Simplemente conecte cada canal del amplificador como un canal del osciloscopio y escuche las señales de un equipo que funciona correctamente; nos referimos a FE, TE y VE en el canal izquierdo y a SLO en el derecho mientras se reproduce un disco. Esta técnica inventada por el autor es tan

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novedosa, que aún no tenemos experiencias concretas. Por ahora es una técnica que merece ser usada, experimentada, adaptada y modificada. Lo más interesante es que si uno usa un centro musical para reproducir las señales de audio, puede grabarlas para emplearlas más adelante cuando recibe un equipo con fallas. Llegando un poco más allá, si utiliza un centro musical con medidores de salida del tipo de display de barras, podrá inclusive analizar señales subsónicas que no pueden ser reproducidas por el parlante y por lo tanto no pueden escucharse. Demás está decir que si no tiene un amplificador propio, puede utilizar el del equipo que está reparando.

14) ANÁLISIS DEL SERVO DE TRACKING EN UN R EPRODUCTOR AIWA 14.1 Introducción Un disco de vinilo tiene un modo de salto muy precario. Si a Ud. no le gusta un tema, toma el pickup lo levanta y lo lleva a otro tema. También, de cierto modo, tiene un modo de exploración programado. Ud. puede anotar en un papel qué tema desea escuchar y en qué orden y luego escucharlo de acuerdo a lo anotado. Un disco CD por lo tanto debe tener un modo similar para no estar en desventaja. A la hora de diseñar el sistema, los ingenieros de Philips no escatimaron detalles y es así como se desarrollaron todos las prestaciones mejoradas de un centro musical moderno. Lectura programada, modo stop, búsqueda rápida en directa o inversa, lectura aleatoria, etc, etc, son ya modos de funcionamiento dominados por el gran público joven. Los usuarios no tan avanzados, simplemente colocan los discos y los escuchan como lo ordenó el editor. Sin embargo, aún en este caso, el reproductor entra automáticamente en el modo salto cuando se produce algún corte de señal (no importa adónde haya saltado el pick-up, siempre retorna a los últimos datos de audio que se ejecutaron antes de volver a abrir el audio). Inclusive durante la secuencia inicial de arranque el pick-up se mueve en un modo salto controlado por el fin de carrera. Es muy difícil que un equipo que funciona correctamente en el modo normal, tenga problemas en el modo salto. Queremos decir que un óptimo funcionamiento en la lectura normal garantiza que el modo salto se ejecute correctamente. Si el modo sal-

Figura 14.2.1

to presenta fallas, es conveniente verificar el modo normal utilizando discos de prueba especiales porque seguramente aparecerá una falla oculta debido a los sistemas de recuperación de la información que son muy desarrollados y efectivos y que tapan fallas menores del servo. En esta serie de artículos que tratan el tema de los reproductores de CD de un modo eminentemente práctico, no hay lugar para un estudio completo del modo salto. Preferimos utilizar el espacio para indicar prácticas de reparaciones más probables pero no dejaremos de dar una explicación, aunque sea somera sobre el tema que ocupará. El tratamiento será por supuesto diferente a lo habitual, pero consideramos que vale como un comentario descriptivo del tema más charlado que lo habitual pero igualmente valioso. 14.2 El Modo “Salto” El lector recordará que hicimos alguna mención al modo salto y aclaramos inclusive que el modo salto estaba organizado por tipo de salto; es decir salto de 1 surco, de 10 surcos o de 100 surcos. Quiere decir que ya hablamos del salto, pero lo hicimos en forma genérica, en este artículo vamos a hacer el análisis de la condición de salto con más precisión y mucho más detalle. Lo único que sabemos hasta ahora del salto, referencia a la necesidad de ese modo de trabajo. ¿Para qué necesitamos que funcione el modo salto en un equipo? Para que funcione la búsqueda de temas, el stop, la recuperación luego de un corte, el modo programado, etc, etc. En pausa o stop, el reproductor está funcionando en el modo salto, lo mismo que cuando está realizando búsqueda de temas. ¿Cuál es entonces la diferencia entre las dos funciones? La diferencia está en el tipo de salto que se está

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efectuando. Un reproductor tiene tres tipos diferentes de salto, por ejemplo un salto de 132 pistas o surcos lo da de un modo muy ordenado. El microprocesador tiene programados internamente saltos de 100 surcos, saltos de 10 y saltos de 1. Los saltos de 1 no requieren el uso del motor; en efecto, el motor radial Figura 14.2.2 no es requerido en el salto de uno y tampoco en los saltos de 10 en los de 100 se usan tanto el motor radial como la bobina de tracking en una secuencia muy ordenada. De esta manera se facilita la programación del micro en el modo salto ya que el programa sólo contempla tres tipos de salto, y la posibilidad de combinarlos. ¿En dónde se encuentra la sección de salto? Todo depende del reproductor. En el AIWA 330 y en la mayoría de los reproductores no es una sección en particular, sino que el mismo CXA1082 tiene un circuito para el modo salto y otro para el modo normal. El que veíamos en el artículo anterior es el modo normal, el que veremos acá es el circuito en el modo un salto. (Ver figura 14.2.1). Los componentes externos no cambiaron y eso es lógico. Obviamente tienen que estar en el mismo lugar. Lo que cambia es el circuito interior del integrado mediante la operación de llaves electrónicas que serán mencionadas como TM1, TM2 hasta TM6. Las llaves electrónicas están controladas por el microprocesador del mismo modo que se encontraban controladas las del servo de foco. En realidad hay algunas diferencias, en aquel caso y por una razón de velocidad, algunas llaves eran manejadas directamente a través de una "patita" conectada a la señal DEFECT proveniente del CXA1081. Apenas falta la señal del disco la señal DEFECT que sale de 1081 ingresa al 1082 y mueve la llave interna correspondiente en forma automática, sin pasar por el microprocesador siendo ésta, una forma rápida de solucionar el problema. Con el método normal, si esperábamos a que reaccione el microprocesador no se produce la corrección de la constante de tiempo con sufi-

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ciente velocidad y el sistema pierde el foco definitivamente y debe realizar todo el proceso de búsqueda completo. En el circuito de tracking relacionado con el modo salto hay una "patita específica" del CXA1082 por donde se comunica con el micro, esa patita se llama DIR (patita 21) y es un complemento de la información enviada por el hilo data que es el mismo que usamos en el servo de foco. Esa patita específica realiza la parte de la tarea que requiere velocidad que es la conmutación de una llave interna que cambia la dirección del movimiento de la lente o del motor para que el movimiento se detenga en seco sin inercia. La palabra DIR significa dirección de cruce y es responsable de la dirección y de la culminación del salto; cuando la señal DIR cambia de estado la llave interna conmuta de un generador de corriente a otro. En la figura 14.2.2 mostramos las señales características de un circuito de tracking, y en la figura 14.2.3 se da un dibujo del surco para el salto de 1 surco. ¿En el salto, el servo funciona como un sistema de lazo cerrado? No, el sistema no es realimentado en el sentido que nosotros le dábamos hasta aquí pero podemos decir que tiene realimentación a micro. El sistema genera una corriente de corrección en la entrada del amplificador de error. Esa corriente es entrante en cierto momento y saliente en otro, de acuerdo a cuál de las llaves TM3 o TM4 están cerradas. Lo cierto es que esas corrientes generan escalones de tensión en la salida del amplificador que mueven la lente en el sentido deseado y con gran veloci-

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dad (observe que la llave TM2 cerrada evita que las señales TAO de control de la bobina de la lente lleguen al motor). Si el escalón de tensión dura poco el salto es pequeño (un surco) pero para el salto de 10 sólo basta con mantener el escalón de tensión por más tiempo. Vamos a analizar ahora el tema de la realimentación a micro; el interruptor TM1 permanece cerrado en el modo salto (cortaFig. 14.2.3 do la realimentación de los fotodiodos), esto significa que el modo de salto no tiene la realimentación clásica que conocemos a través de los fotodiodos, pero tiene otra realimentación que no es la clásica que todos conocemos. La señal TE que ingresa a la pata 46 del CXA1082 (puede observar el circuito del AIWA 330 que le entregamos en el artículo anterior) se envía a un comparador cuya salida se encuentra conectada al conocido hilo SENSE de propósitos generales. De ese modo, cada vez que TE tiene una variación alrededor del valor de referencia el micro se entera y sabe cuántos surcos se saltaron. Si tiene alguna duda con referencia a esta realimentación en alguna reparación concreta, utilice el método de escuchar el audio conectando el amplificador sobre el hilo SENSE, pida un salto de un tema a otro y escuchará un fuerte ruido que indicará los pasos por cada surco. Esta es la que llamamos realimentación a micro. Ver figura 14.2.4.

Figura 14.2.4

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Sobre la entrada del operacional amplificador de error de tracking se conecta otra llave (no indicada en el circuito) y que se llama TM7. Esta llave parece que hace lo mismo que TM1. Sin embargo no es así, ya que esta llave conectada en la entrada del operacional, lo está a su vez conectada sobre el resistor de realimentación negativa de la salida es decir que está sobre un punto de baja impedancia, más cerca del amplificador de error (A01) y al estar más cerca del amplificador, más que cortar el lazo de realimentación sirve como freno electrodinámico de la lente. En los altos de mayor tamaño debe funcionar el motor radial. Observe que las llaves TM3 y TM4 están controlando directamente el amplificador de error que controla las bobinas, pero por separado están las llaves TM5 y TM6 que controlan al amplificador A02 que su vez controla al motor radial. Entienda el circuito Ud. mismo, operando por comparación. El símbolo de generador de corriente, debe analizarse como si tuviéramos una resistencia puesta a una fuente no de tensión alta, por ejemplo 500V. Si a esa fuente de 500V con una resistencia en serie le cambio la carga, pero de modo que la resistencia total sufra sólo un pequeño cambio, en realidad no modificó casi la corriente; por esa razón a esa disposición se la llama fuente de corriente. Yo sé que por el circuito va a circular siempre la corriente que está marcada al lado del generador. Nosotros podemos decir cuánto va a cambiar la tensión de salida del operacional. De ese modo tendremos pequeños saltos necesarios para que el haz salte al surco de al lado o para que salte 10 surcos. En realidad el tamaño del salto depende de cuánta corriente circule por la bobina de tracking y ésta no sólo depende de la tensión aplicada, sino que depende de cuánto tiempo mantengo ese escalón de tensión. La corriente crece con el tiempo que mantengo aplicado el escalón de tensión, por ejemplo 100 microsegundos o 3000 microsegundos. 14.3 Condiciones Generales de Salto Sintetizando, para saltar hacia un lado cierro la llave TM4 y en determinado momento cierro el TM5 para cortar el salto en seco. Pero aunque parezca fácil, no es fácil dar un salto, hay que tener en cuenta un montón de detalles que en el fondo no los podemos manejar. Es bastante poco lo que se puede hacer en la parte de salto. Para el usuario, si el equipo tar-

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da en llegar al surco 30 segundos o 1 minuto va a ser igual, pero si el sistema tiene una falla probablemente se trate de un problema en la sección de freno o en la realimentación del hilo sense, si es que el resto del servo funciona bien en el modo normal. Recuerde que cuando el servo de tracking tenía mucha ganancia oscilaba, quiere decir que es posible que muchas cosas puedan alterar el modo de salto, pero seguramente esas cosas primero van a operar el modo de lectura normal que lo verificaremos primero. Si el equipo está ajustado y es de buena calidad en un segundo pasa del tema 1 al 10 y suena la música casi instantáneamente. Lo único que cambia en los saltos de 1 o de 10 es el tiempo que las llaves están cerradas o abiertas. En el salto de 100 debemos operar el motor; los circuitos deben ser independientes y esto se logra cortando la conexión normal desde TAO al amplificador del motor SL. Es decir que lo que nosotros queremos es que los dos circuitos, el del manejo del motor y el de manejo de la bobina sean independientes, que los maneje el microprocesador cerrando llaves, pero no que uno maneje al otro. Como observamos, si se cierra TM2 los sistemas quedan aislados. Si se observan los dos circuitos, se ve que la diferencia es que los generadores para el control del motor son de algo más de corriente (22 microamperes). Hay una cosa que es importante, tanto el salto de uno como el salto de 10 no tienen la realimentación clásica. pero tienen otro tipo de realimentación, es una especie de ralimentación por microprocesador. Esto ocurre sólo en los saltos de 1 o 10, el salto de 100 es un salto en el vacío sin control. Si no salió bien luego se hace un pequeño salto de corrección. El salto de cien se hace por tiempo programado en el micro, cuando se llega al final se enciende el motor al revés.

14.4 Descripción del Circuito Completo del AIWA330 En esta sección vamos a analizar la señal desde el momento que entra desde los fotodiodos D y F hasta el momento que sale con destino hacia los dos driver: el de motor y el de bobina de tracking. Todo el análisis lo vamos a realizar con referencia a la figura 14.4.1 que es un circuito completo que contiene toda la sección de tracking incluyendo los correspondientes drivers. El análisis comienza en el conector COM1 en donde las patas 1 y 2 son las que traen la información de los fotodiodos E y F. Desde el conector hay una

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simple conexión por una pista de circuito impreso hacia las patas 11 y 10 correspondientes a los fotodiodos E y F. Las tensiones continuas nominales en estas dos patas, son exactamente igual a la tensión de referencia, es decir 2,5V. El reparador debe observar que estas dos tensiones permanecerán siempre en el entorno de los 2,5V, cuando los fotodiodos E y F tienen una iluminación normal. Es obvio que debe haber algún apartamiento de esta tensión de los 2,5V, pero el apartamiento es tan leve que un téster no lo va a reconocer, inclusive estas tensiones no dependen de que los fotodiodos estén conectados o que las pistas de conexión no estén cortadas. Es decir que la tensión en las patas de entrada dependen tanto del circuito integrado como del circuito de excitación del pick-up. Esto significa que con el pick up desconectado obtendremos sobre las patas de entrada 10 y 11 un valor de 2,5V. En cambio si medimos la tensión proveniente del pick-up encontraremos una tensión que oscila entre los 2,5 y los 5V, dependiendo del téster con el cual realizamos la medición. Esto es así, porque los fotodiodos al no tener excitación luminosa tienen una impedancia realmente elevada. Si la medimos con un téster digital que tenga una impedancia alta se producirá un divisor de tensión entre la resistencia inversa de los fotodiodos y la impedancia de entrada del téster. Y según ese divisor obtendremos una tensión que está comprendida entre los valores ya indicados. Adentro del circuito integrado, estos dos valores de tensión ingresan a un conversor corriente tensión exactamente igual a los existentes en el servo de foco. Como componentes externos tenemos el resistor fijo R6 y el reset SFR1 que es el balance del tracking. Estos componentes cambian la tensión de referencia de uno de los conversores corriente tensión de modo tal de poder nivelar la salida de los mismos y obtener una tensión de error nula cuando los fotodiodos están iluminados por igual. La tensión de salida de los conversores corriente tensión se envía por el interior del circuito integrado hasta la matriz de tracking que termina generando la tensión TE por la pata 20. La tensión de tracking error se envía ahora a un conjunto de resistores y capacitores que producen un pre filtrado de la tensión de error y además a un potenciómetro el SFR3 que se encarga de ajustar la ganancia de tracking. Si usted lo observa detenidamente, este preset está colocado como si fuera un control de volumen; con la diferencia de que el terminal que va a masa está conectado a la tensión de referencia VR. De este modo no se produce variación de la tensión continua

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nominal sino que se ajusta el valor de salida de la tensión de error. Observe que existen dos salidas de este circuito de filtrado. Por un lado tenemos una salida variable que es la que se obtiene desde el punto medio de preset SFR3 y que se dirige a la pata 45 (entrada de señal de tracking error del circuito integrado CXA1082). La otra tensión es un nivel fijo que no pasa por el preset y que ingresa a la pata 47 del 1082 con destino al circuito antichoque. La señal que entra por la pata 45 TE, va a sufrir todo un procedimiento de filtrado con un filtro de tiempo variable en el interior del 1082. Y finalmente terminará saliendo por la pata 11 TAO del mismo, con destino a los siguientes circuitos. Los componentes externos que producen alguna influencia sobre la señal TAO son varios. Por un lado sobre la misma señal TAO tenemos un circuito de realimentación que determina la ganancia del amplificador de error interno del 1082. Observe que en la pata 11 existe un resistor llamado R17 que está conectado por el otro lado a la pata 12. Esta es el terminal de realimentación negativa del circuito amplificador de error. De este modo, variando el resistor R17 el diseñador del circuito ajusta la ganancia máxima del circuito de lazo cerrado de tracking. Otro componente importante involucrado en el servo de tracking es el capacitor C26 conectado entre la pata 8 y 9 del circuito integrado. Este capacitor realiza un filtrado de la señal de error, que se conmuta internamente en función de las señales que entregue el circuito antichoque. Las conmutaciones internas, como sabemos, son controladas por la información que le ingresa al 1082 por el terminal de data. Otros componentes que afectan el funcionamiento del servo de tracking son el resistor R22 y el capacitor C31. Ambos conectados entre la pata 17 y la tensión de +5V. Estos componentes determinan la compensación de fase del servo de TE. Esta compensación no sólo se varía con estos dos componentes externos sino que también puede variar de acuerdo a los datos enviados por el microprocesador. Por último obtenemos la señal en la pata 11 TAO, el destino principal de la misma es excitar al driver de la bobina de tracking. Para ello ingresa en la pata 25 del BA6296 haciéndolo a través del resistor R90. El driver se encargara de generar la tensión de error que se aplicará posteriormente a las bobinas de tracking conectadas en las patas 26 y 27. La red externa R91 y C85 es una compensación de alta frecuencia ya que la bobina de tracking tiene una componente inductiva que debe ser compensada en alta frecuencia. Pero si observamos nuevamente la pata 11, vere-

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mos que existe una derivación que saliendo de esta pata se dirige a la sección del motor SL. El tratamiento de esta tensión de error del motor SL se realiza también dentro del mismo circuito integrado CXA1082 que cuenta con un operacional dedicado a esa función. Exteriormente al circuito integrado se se utiliza una red compuesta por los resistores R18 y R19 que conjuntamente con los capacitores C28 y C29 conforman un filtrado de la señal antes de entrar a la pata 13. Vamos a analizar ahora el circuito del amplificador de error del motor SL. Externamente, además de la red de entrada existe una realimentación desde la salida SLO hacia la pata 14 que es la entrada SL-. La red de realimentación consiste en un resistor con un capacitor en paralelo para reducir la respuesta en frecuencia al mismo tiempo la pata 15 esta conectada a la tensión de referencia de 2,5V a través de R21. Con este circuito a medida que la tensión de entrada va creciendo crece instantáneamente la tensión de salida. Pero hasta que no se llega a un valor de tensión de salida tal que se venza la cupla de rozamiento, el motor permanece detenido. Es decir que se genera un escalón de tensión que lentamente crece a medida que la óptica se va desplazando hacia la parte externa del disco. Antes de que la óptica llegue a su tope mecánico la tensión de salida ya es suficiente para que se produzca el movimiento del motor. Si no existiera una red capacitiva de entrada, instantáneamente se produciría una merma en la tensión sobre la pata 13 y el motor se detendría, luego de un instante se volvería a encender. Esto generaría el clásico movimiento de máquina de cocer sobre el pickup y no se lograría mantener el tracking correcto. La red capacitiva resistiva, genera un retardo en la tensión de entrada de modo tal que este cambio rápido de la tensión TAO no llega inmediatamente a la pata 13 sino que lo hace después que se realice la carga de los capacitores de filtro de entrada C19 y C28. Esto significa que el motor SL está funcionando un tiempo mayor y entonces el movimiento del pick-up es más suave y no tan repetitivo.

14.5 Circuitos AIWA con el LA9241 En la actualidad, pretender todos lo circuitos de los centros musicales impresos en papel, es absolutamente imposible. La manera moderna de trabajar es por medio de la computadora y los discos de CDROM. Por cierto, la revista Saber Electrónica cuenta con un amplio surtido de circuitos en CDROM de conocidas marcas, entre ellos los reproductores Aiwa. Para que los lectores observen como

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se trabaja modernamente reproducimos en la figura 14.5.1 el circuito de la sección de servos de un reproductor de CD, que contiene al circuito integrado LA9241. Actualmente es tal la diversidad de centros musicales que los fabricantes estilan utilizar la misma plaqueta de CD en diferentes modelos de centros musicales. Para evitar la reiteración de la información simplemente mencionan un modelo o código de placa de CD que se utiliza en diferentes centros. En este caso se debe individualizar cada uno de los circuitos por los integrados contenidos en ellos. Como ejemplo mostramos el circuito de un LA9241, en él hemos indicado todo aquello que está relacionado con el servo de tracking. En principio, lo que mostramos en la figura 14.5.1 es un circuito simplificado que nos ayuda a ubicarnos en los componentes más importantes del sistema. Observe que hemos marcado todo lo correspondiente al circuito de tracking partiendo de los fotodiodos E y F. En el caso que nos ocupa y a diferencia del caso anterior, la matriz de tracking está realizada adentro del mismo pick-up. Quiere decir que el pick-up, que en este caso es el modelo KSSS-213F ya entrega las señales amplificadas y convertidas de

corriente en tensión. De modo y ya en el interior del 9241 sólo existe una mínima matriz. Por ejemplo la matriz de tracking sólo compara (resta) las entradas F y E que ingresan por las patas 4 y 3 al circuito integrado para generar la señal TE. Por otro lado y aunque no sea el tema que estamos tratando en este artículo, se puede observar que en la sección de foco la primer parte de la matriz se genera resistivamente en el exterior del circuito integrado de modo que en el interior sólo exista un comprador (restador) de las tensiones que ingresan por las patas 1 y 2. Luego se realiza todo el proceso del servo de tracking en el interior del 9241 y las señales salen por la pata 25 (SLD) con destino al driver y por la pata 15 la señal de TO, que también está ingresando posteriormente al circuito integrado driver. Sobre el driver no daremos ninguna información, ni siquiera colocamos el circuito; porque el mismo es exactamente igual al visto anteriormente. Con la figura 14.5.1 es fácil ubicarse en el circuito general que mostramos en la figura 14.5.2. Realmente lo único que hace falta agregar es saber dónde se encuentra el filtro del motor SL. Si verificamos en el costado derecho del circuito integrado vemos que hay una

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patita la (Nº 28 llamada SLD). Sobre esta pata vemos que está ubicado un filtro complejo formado por R36, R37, C28 y C27, éste es justamente el filtro que retarda el ingreso de la información de un integrado hacia el otro. Por otro lado se puede observar (en la parte inferior del circuito integrado) algunas otras patas que no fueron mencionadas en el circuito anterior por tratarse de un circuito simplificado. La pata 7 TE, que es la salida de la matriz y la pata 6 que es la entrada negativa del amplificador operacional de error de tracking. Vemos que sobre la pata 7 hay un punto de prueba marcado como tracking error, se deberá utilizar colocando el osciloscopio para verificar el ajuste y la verificación del sistema. Se puede observar además como con la red resistiva capacitiva R17, C13 se toma esta señal TE y se reinyecta a la pata 8 (TES1) que está internamente conectada al generador de pulsos antichoque. Podemos decir que colocando el amplificador sobre TE, se escuchará un ruido blanco muy característico, que tiene algunas variaciones de amplitud relacionadas con la velocidad de giro del disco. Si usted observa que se produce algún corte en la señal de audio de reproducción de un disco y consecuentemente se produce un corte en la señal de ruido en el pun-

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to TE, significa que el servo de tracking se está cortando aleatoriamente. Esto implica revisar las constantes de tiempo exteriores que ya les mencionamos y los resistores externos que fijan la ganancia de lazo cerrado de tracking, ya que no existe un preset que ajuste dicha ganancia. En cambio puede ser un problema más evidente, como por ejemplo que el disco gira un instante, después se detiene y la máquina pasa a STOP. En este caso, al análisis de ruido del punto TE es significativo ya que nos indica en qué parte del circuito se produce un corte. Es evidente que si en el punto TE llegamos a escuchar una señal de ruido antes que se detenga, significa que los sistemas sensores a partir de los fotodiodos D y F, los conversores de corriente tensión y los amplificadores en las entradas están funcionando correctamente hasta el punto TE. Es evidente que se está produciendo algún inconveniente en el circuito integrado posteriormente a la reinyección de TE en el mismo. En realidad el lector debe recordar, que este circuito integrado, como todos los otros dedicados al servo de tracking; en realidad son circuitos integrados que cumplen con una doble función. Durante la búsqueda funcionan en el modo de salto, de modo de

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Figura 14.6.1 producir el primer movimiento del pick up hacia el interior del disco; pero para que esto ocurra el circuito integrado debe modificar la posición de sus llaves internas que lo llevan a trabajar en el modo salto. Como ya sabemos, para que se muevan estas llaves siempre se deben recibir señales por el puerto de comunicaciones. La presencia de señales de datos, se verificará observando el puerto correspondiente. Si el lector observa en la parte superior izquierda del circuito integrado, observará señales que obviamente están relacionadas con el tema. El nombre de las señales nos permiten reconocer su función, por ejemplo las patas 51, 52, 53, están evidentemente relacionadas con el ingreso de datos. Las señales en estas patas deberían verificarse con un osciloscopio con memoria para verificar por completo sus características. Sin embargo le proponemos al lector que conecte su amplificador de audio sobre estas patas ya que las mismas tienen señales que se repiten a una frecuencia incluida en la banda de audio. Es decir que existen pulsos de datos, que se repiten a frecuencias audibles y por lo tanto se deberá escuchar algún sonido cuando se produce transmisión de datos.

14.6 Reparación de los Bloques Amplificadores del Motor de SLED Hay una falla muy característica en un centro musical, que nos debe guiar inmediatamente hasta el circuito del motor de sled. Si usted observa que el pick up realiza los movimientos correctos. Es decir que va hacia el centro del disco y luego retorna una pequeña distancia, encuentra el foco y luego comienza a girar el disco, ya sea que lea o no la TOC. En general nunca se llegan a escuchar los primeros datos

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de música saliendo del disco, pero eventualmente se pueden escuchar algunos para luego producirse el corte de las señales. Si mientras se está reproduciendo una parte del primer tema y el usuario pide un salto hacia el interior del disco el salto se produce correctamente, pero luego se vuelve a cortar y a producir el STOP. Este tipo de falla suele despistar al técnico ya que al observar al pick-up moviéndose se supone que todos los circuitos del motor SL funcionan correctamente. Esto no es correcto ya que no significa que todos los componentes estén funcionando bien. En la figura 14.6.1 podemos observar cómo es realmente el circuito y qué componentes son los que pueden afectar un funcionamiento y no el otro, observe que la señal que genera todo el funcionamiento de la lente como del motor SL, es siempre la misma señal TE. Cuando se realiza el modo salto, el driver de motor SL queda conectado a través de la llave al generador de salto. Este, a su vez recibe información desde el puerto serie serie. Es decir que el microprocesador genera las correspondientes señales del puerto serie que comandan el generador de salto. Una vez que se completó la búsqueda inicial de posición de la TOC, el generador de salto queda desconectado ya que la llave va hacia la posición superior. En este punto estamos comenzando con la lectura del disco, y lo primero que se lee como sabemos, es la TOC. En algunos casos la TOC es muy pequeña como para que la lectura pueda realizarse con movimientos solo de la lente. En estos casos, la TOC se leerá sin ningún inconveniente hasta leer la primer parte del tema 1. Pero en algún momento la bobina llegara a su tope mecánico y el motor SL entrará en funcionamiento. Que todo esto ocurra depende de la red R1, C1, R2, C2. Es decir que una falla en esta red puede provocar la falla que nosotros estamos analizando. Imagínese el lector por ejemplo que el sector R1 cortado. Esto significa que el amplificador SL jamás tendrá la tensión de entrada adecuada para mover al motor. Por lo tanto, esta falla nos debe llevar al sector del circuito que corresponda. En la figura se colocó el capacitor C1 Y C2 conectados a masa; pero en realidad van colocados a la tensión de referencia. Esto significa que un corto en el capacitor C1 anula la señal que saliendo del amplificador de error de TE llega al amplificador de SL.

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Es decir que provocaría la misma falla que un resistor R1 cortado. En tanto que el corto se presente sobre C2, la tensión del amplificador TE se verá atenuada antes de entrar al amplificador SL. Esto significa que el amplificador demorará una mayor cantidad de tiempo en llegar a la tensión de disparo, pero al mismo tiempo el circuito se hace más rápido; esto significa que el motor arrancaría en ciclos cada vez más largos pero en el momento de arrancar haría una corrección muy rápida. Se aconseja que una vez determinado un error en el circuito del motor SL reemplace los componentes R1, C1, R2 y C2 sin tratar de determinar cuál de éstos es el afectado; estos componentes son de muy pequeño costo. Por último, y a modo de aporte teórico, en la figura 14.6.2 se reproduce una parte del centro musical AIWA330, que hace referencia al manejo de los motores y que complementa a los bloques dados en las figuras anteriores. De esta manera, damos por finalizada esta entrega, recordando que en este ejemplar hemos descripto el funcionamiento, mantenimiento y reparación de reproductores de CD, deteniéndonos en la lectura de datos y

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en el manejo de los motores. Pero los reproductores de CD poseen, además, otros bloques encargados de diferentes funciones y que no fueron tratados en esta obra (bloque conversor, servo de velocidad, amplificadores de audio semidigitales y digitales, etc.) debido a que son objeto de la próxima publicación. Figura 14.6.2