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O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos Newton C. Braga Patrocinado por 2 http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/component/banners/click/157 NEWTON C. BRAGA São Paulo - Brasil - 2020 Instituto NCB www.newtoncbraga.com.br leitor@newtoncbraga.com.br Diretor responsável: Newton C. Braga Coordenação: Renato Paiotti Impressão: AgBook – Clube de Autores 3 http://www.newtoncbraga.com.br/ mailto:leitor@newtoncbraga.com.br O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos Autor: Newton C. Braga São Paulo - Brasil – 2019 Palavras-chave: Eletrônica – conserto – aparelhos eletrônicos - service Copyright by INTITUTO NEWTON C BRAGA. 1ª edição Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo, especialmente por sistemas gráficos, microfílmicos, fotográficos, reprográficos, fonográficos, videográficos, atualmente existentes ou que venham a ser inventados. Vedada a memorização e/ou a recuperação total ou parcial em qualquer parte da obra em qualquer programa juscibernético atualmente em uso ou que venha a ser desenvolvido ou implantado no futuro. Essas proibições aplicam-se também às características gráficas da obra e à sua editoração. A violação dos direitos autorais é punível como crime (art. 184 e parágrafos, do Código Penal, cf. Lei nº 6.895, de 17/12/80) com pena de prisão e multa, conjuntamente com busca e apreensão e indenização diversas (artigos 122, 123, 124, 126 da Lei nº 5.988, de 14/12/73, Lei dos Direitos Autorais). 4 NEWTON C. BRAGA Índice Apresentação..............................................................................7 Capítulo 1...................................................................................8 1. LIGANDO O OSCILOSCÓPIO...........................................8 2. MEDIDAS DE TENSÕES CONTINUAS..............................11 3. MEDIDAS DE TENSÕES ALTERNADAS............................14 4. MEDIDAS DE PULSOS..................................................15 5. MEDIDAS COMBINADAS DE CC E CA.............................20 Capítulo 2.................................................................................24 MEDIDAS DE FREQUÊNCIA..............................................24 1. MEDIDA DIRETA DA FREQUENCIA......................24 Capítulo 3 - OSCILOSCÓPIO NA TV............................................28 O OSCILOSCÓPIO PARA TV REPARAÇAO............................28 DE ONDE RETIRAR O SINAL.............................................32 EQUIPAMENTOS AUXILIARES...........................................35 CONCLUSÃO..................................................................42 Capítulo 4.................................................................................43 OSCILOSCÔPIO NA TV (II)...............................................43 O GERADOR DE MARCAS.................................................43 AJUSTE EM TELEVISORES................................................48 ANÁLISE DO SINAL DE VÍDEO..........................................50 CONCLUSÃO..................................................................54 Capítulo 5.................................................................................55 OSCILOSCÓPIO NA TV (III).............................................55 O SEPARADOR DE SINCRONISMO..........................55 CONCLUSÃO..................................................................69 Capítulo 6.................................................................................72 VIDEOCASSETES ANALISADOS COM O OSCILOSCOPIO.......72 1. SETOR DE ÁUDIO.............................................72 2. FONTES DE ALIMENTAÇÃO................................80 3. MODULADOR DE ÁUDIO....................................82 CONCLUSÃO..................................................................84 Capítulo 7.................................................................................85 VIDEOCASSETES ANALISADOS COM O OSCILOSCOPIO (II). 85 1. GRAVAÇÃO DE LUMINÂNCIA..............................85 2. GRAVAÇÃO DE CROMA......................................90 3. CONTROLE AUTOMÁTICO DE COR......................91 4. EXPANSOR DE BURST.......................................92 5 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics 5. REPRODUÇÃO..................................................92 6. RECUPERAÇÃO DO SINAL DE LUMINANCIA..........95 7. REPRODUÇÃO DO SINAL DE CROMINANCIA.........96 CONCLUSÃO..................................................................97 TRANSMISSORES DE TV ANALÓGICA................................98 CONCLUSÃO..................................................................99 Os outros mais de 100 livros sobre Eletrônica .........................100 6 NEWTON C. BRAGA Apresentação Não precisamos falar sobre a importância do osciloscópio em qualquer bancada de serviços. Se bem que nos tempos antigos ter um osciloscópio era um privilégio de poucos, dado seu elevado custo, hoje este instrumento não só pode ser adquirido em versões digitais completíssimas a custo acessível, como podem ser conseguidos tipos analógicos não muito sofisticados a preços baixos, tanto novos como recuperados. Para quem tem uma oficina que ainda trabalha com equipamentos antigos como televisores analógicos, videocassetes, amplificadores, toca-discos e toca-fitas, ter um amplificador pode resultar em ganhos mais fáceis e um trabalho mais eficiente. Aproveitando-se de ofertas de osciloscópios usados, ou mesmo se você tem volume de trabalho que compense a aquisição de um novo, contar com este equipamento pode ser muito interessante. Assim, aproveitando o fato de que há alguns anos publicamos um curso de operação do osciloscópio que pode ser obtido de forma completa em nossa coleção Curso de Eletrônica – Instrumentação – Volume 1, do qual retiramos a parte que trata de equipamentos antigos, substituindo-a por tecnologias mais modernas, mas que reunimos neste volume para que os leitores interessados possam ter uma boa fonte de referência e até praticar no uso de seu osciloscópio. Newton C. Braga Observação: se bem que as técnicas apresentadas tenham como referência osciloscópios antigos, elas são perfeitamente válidas no uso dos osciloscópio digitais modernos. Na verdade, este material é dos anos 80, época em que ainda não exista nem a TV digital e os osciloscópios digitais eram simples e dotados e muito menos recursos dos que os atuais consistindo em equipamentos sofisticados e de muito alto custo. Este livro vale também muito para os que desejam saber um pouco mais do uso do osciloscópio nos trabalhos de manutenção da época. 7 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Capítulo 1 1. LIGANDO O OSCILOSCÓPIO Para usar um osciloscópio precisamos antes colocá-lo em condições de receber os sinais que desejamos visualizar. Para isso temos de realizar as seguintes operações: Obs. Estes ajustes são válidos para um osciloscópio analógico comum. Para outros tipos, o leitor deve consultar o manual. a) Se for a primeira vez que vamos usar o osciloscópio devemos verificar se a chave seletora de tensões de entrada está de acordo coma tensão da rede em que vamos alimentá-lo. Isso significa que devemos estar preparados para ligar o osciloscópio em 110 V ou 220 V conforme o caso, com a chave seletora de tensões na posição apropriada. b) Com a chave liga/desliga na posição desligado (OFF) colocam os o plugue na tomada. c) Ajustamos então os controles do osciloscópio da seguinte forma: • Intensidade (INT) - deve estar no mínimo, ou seja, todo para a esquerda (contra os ponteiros do relógio) Foco (FOCUS) - deve estar no meio da sua posição de atuação estar na posição GND (terra)se existir no seu osciloscópio. • Posição vertical (POSITION V) - deve estar na posição media. Este controle leva o traço ou ponto para cima e para baixo na tela. • Disparo (TRIG) - deve estar na posição automático (AUTO). • Fonte de disparo (TRIG. SOURCE) - deve estar conectado para haver o disparo interno (INT). • Tempo por divisão (TIME/DIV) - inicialmente esta chave deve selecionar algo entre 0,5 e 1 ms/div. • Posição horizontal (POSITION ou )↑ ↓ deve estar na posição média. 8 NEWTON C. BRAGA d) Com as chaves nas posições indicadas ligue a alimentação (power on) e espere pelo menos uns 40 segundos para que o TRC tenha seu filamento aquecido a ponto de dar início a emissão. Gire então o controle de intensidade (INT) no sentido horário até que uma linha brilhante apareça na tela, (figura 1). Figura 1 – O traço horizontal aparece na tela e) Ajuste em seguida o controle de foco (FOCUS) de modo que a linha se torne nítida (fina e brilhante), (figura 2). Figura 2 – Ajustando a nitidez f) Obtendo uma linha bem definida, ajuste o controle de posicionamento vertical (position) de modo que esta linha fique coincidente com a referência da tela, (figura 3). 9 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 3 – Ajustando a posição da linha na tela Em alguns casos, em função do magnetismo terrestre ou de outras influências externas, a linha pode não ser totalmente paralela a referência da tela, conforme mostra a figura 4. Figura 4 – Ajustando a inclinação do traço se não estiver na posição horizontal Neste caso, devemos atuar sobre o controle de Rotação do Traço (TRACE ROTATION) de modo a alinhá-lo.. 10 NEWTON C. BRAGA g) Com estes procedimentos, o osciloscópio está pronto para receber os sinais externos. 2. MEDIDAS DE TENSÕES CONTINUAS No caso de tensões contínuas, o que temos é um traço horizontal para cima ou para baixo, numa proporção que depende justamente da tensão aplicada na entrada. Como o osciloscópio possui um amplificador com ganho conhecido (e calibrado) podemos, a partir deste deslocamento saber exatamente qual foi a tensão aplicada na entrada. No entanto, algumas precauções devem ser tomadas com a ligação da ponta de prova, principalmente se vamos medir tensões baixas. O que ocorre, é que numa medida de tensão mais baixa, um ruído da rede de alimentação pode sobrepor-se ao sinal medido, no caso a tensão contínua causando uma deformação, conforme mostra a figura 5. Figura 5 – Sinal deformado pelo ruído da rede Ao tomar uma medida de tensão (ou mesmo de qualquer outro tipo de sinal) numa placa de circuito impresso, devemos procurar uma referência mais próxima possível do local do sinal, conforme mostra a figura 6. 11 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 6 – O ponto de terra. Nesta figura temos o procedimento segundo caso, a possibilidade de sobreposição de sinais indesejáveis à tensão medida ou mesmo deformações do sinal é maior. Para a medida de tensões contínuas devemos proceder da seguinte maneira: 1. A entrada deve ser colocada na posição GND (terra) de modo a termos no osciloscópio uma referência igual a obtida na garra da ponta de prova, (figura 7) Figura 7 – Fixando a linha de referência 12 NEWTON C. BRAGA 2. A garra da ponta de prova será ligada no ponto do circuito que se deve tornar como referência (zero volt). 3. Selecione na chave Volts/Div a posição apropriada a medida da tensão realizada. Neste caso procedemos como um multímetro comum: se conhecermos a ordem de grandeza da tensão medida, vamos diretamente a uma posição da chave que permita sua leitura "com folga". Se não conhecermos, começamos pela escala mais alta (maior número de volts por divisão) e vamos mudando de escala até termos uma leitura apropriada. 4. A chave seletora de entradas deve estar em DC (AC-GND- DC). 5. O traço horizontal nestas condições já deve ter se deslocado para cima ou para baixo, conforme a polaridade da tensão medida o que permite a realização da medida, (figura 8). Figura 8 – Observando uma tensão de 250 mV 6. Para fazer a medida, verificamos pelo número de traços e pela posição da chave seletora Volts/Div o valor desejado. Por exemplo, no caso da figura 8, em que temos aproximadamente 2,5 traços para cima na posição de 0,1 Volt/Div a tensão será de 0,25 Volts ou 250 mV. Conforme vimos na lição anterior, os osciloscópios possuem uma saída para calibração de tensão que deve ser 13 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics usada periodicamente de modo a se garantir que na medida em questão haja precisão. É importante observar que a chave seletora de Volts/Div deve estar com a posição auxiliar CAL acionada. Em alguns osciloscópios existe um LED que quando aceso alerta o usuário de que a chave está na posição na calibrada (UNCAL). 3. MEDIDAS DE TENSÕES ALTERNADAS Para as tensões alternadas senoidais temos basicamente o mesmo procedimento, com a diferença que devemos atuar sobra a base do tempo dc modo a termos uma visualização do sinal. Assim, teremos os seguintes procedimentos: a) Fixamos a garra da ponta de prova na referência do circuito medido (GND ou terra). b) Escolhemos uma posição apropriada da chave seletora Volts/Div para a tensão medida. Devemos ter uma ideia da ordem de grandeza desta tensão. Se não houver possibilidade, começamos pela posição mais alta. c) Não há necessidade neste caso de posicionarmos o sinal de modo a haver coincidência com a referência. Devemos posicioná-lo de modo a termos observação mais favorável. Para o sinal de figura 9 temos uma tensão pico-a-pico de 5 volts, já que estamos com a chave na posição 1V/div e ele ocupa 5 divisões exatas. Figura 9 – Observando uma tensão de 5 Vpp 14 NEWTON C. BRAGA 4. MEDIDAS DE PULSOS Pulsos retangulares de circuitos lógicos são medidos em sua intensidade da seguinte maneira: a) Colocamos a chave AC-GND-DC na posição DC. b) Conectamos a garra num terra apropriado do circuito digital que está sendo analisado, (figura 10). Figura 10 – Visualizando pulsos c) Escolhemos a posição da chave de sensibilidade de entrada de acordo com a intensidade do sinal que deve ser observado. Da mesma forma, na falta de conhecimentos da ordem de grandeza da amplitude do sinal começamos pela posição mais alta. d) procuramos na chave de tempo (time base) a posição que permita a visualização de alguns ciclos completos do sinal. e) Posicionamos o sinal de modo a termos maior facilidade na determinação de sua amplitude. Não há necessidade de o alinharmos com a referência horizontal para esta finalidade, (figura 11). 15 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 11 – Observando um sinal TTL Ao trabalhar com pulsos é importante conhecer a nomenclatura usada e que aparece em muitos manuais. Na figura 12 temos algumas definições importantes para uso de características de pulsos. Figura 12 – Características dos pulsos 16 NEWTON C. BRAGA Em especial observamos a sobreoscilação e a suboscilação que ocorre normalmente num circuito em vista da queda de resposta de frequência do circuito por onde passa o sinal. Observe também o tempo de estabelecimento que vai desde o instante em que o sinal chega ao seu mínimo até o instante em que se estabiliza. As amplitudes das suboscilações e sobreoscilações pode ser medida segundo os mesmos procedimentos que já vimos nos itens anteriores. Podemos "isolar" o setor que nos interessa do sinal, aumentando o ganho do amplificador, de modo a termos uma facilidade maior para o posicionamento, conforme mostra a figura 13. Figura 13 – Aumentando o ganho para observardetalhes de um pulso O ajuste de tempo de varredura (base de tempo) de modo a termos a visualização de pelo menos 1 ciclo completo do sinal. No caso de pulsos instáveis, e preciso tomar algumas precauções com o uso do osciloscópio. O primeiro caso ocorre quando temos pulsos que se repetem em intervalos regulares. Isto pode ocorrer, por exemplo, com transientes superpostos a um sinal de determinada frequência. Na figura 14 temos um exemplo de pulsos de curta duração superpostos a um sinal senoidal. 17 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 15 – pulsos sobrepostos a um sinal senoidal (transientes) O procedimento para a seguinte operação é o seguinte: a) Ajustam os o osciloscópio de modo a termos a visualização do sinal principal (senóide, por exemplo). b) Escolhemos um ganho (Volts/div) que permite enquadrar todo o pulso de curta duração que desejamos medir. c) Ficamos atentos a sua produção e ajustamos o posicionamento de modo a termos uma leitura de intensidade fácil. Na figura 15 temos um exemplo em que um pulso de 50 V se sobrepõem a um sinal senoidal de 10 V de pico. Figura 15 – Pulsos de 50 V sobrepostos a um sinal de 10 Vpp É importante observar que, enquanto obtemos uma imagem estacionária para o sinal principal, o pulso de curta 18 NEWTON C. BRAGA duração é visualizado como "flashes" que vão mudar de posição na tela numa forma que depende do modo de produção. Se esta produção for aleatória, por exemplo, eles aparecem de modo aleatório. Para pulsos de frequência fixa, sobrepomos a um sinal ou não a medida de intensidade é mais simples. Podemos então ajustar a base de tempo para termos uma imagem estacionária e depois posicionar de tal forma a obtermos uma visualização completa que permite a medida de amplitude. Veja que existem os casos em que a frequência é fixa, mas a intensidade pode variar, caso em que vamos obter uma imagem como mostra a figura 16. Figura 16 – Superposição de pulsos de frequência fixa, as de intensidade variável Veja então que, dependendo da frequência, as diversas amplitudes dos pulsos produzidos podem confundir-se numa região indefinida. A informação que o leitor pode tirar deste tipo de pulso resume-se então na intensidade máxima, duração, e intensidade mínima. No caso de pulsos modulados em duração como, por exemplo, num sistema digital de transmissão de dados, o osciloscópio deve ser ajustado de tal forma a poder acompanhar as variações que ocorrem. Assim, se visualizarmos apenas um pulso do sinal, pode ocorrer a produção de uma zona de identificação, conforme mostra a figura 17. 19 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 17 – Pulsos modulados em largura (PWM) Isso ocorre porque na realidade temos a superposição de um trem de pulsos de durações diferentes. Como os gatilhos ocorrem em pontos diferentes, as imagens não são totalmente superponíveis. No entanto, num caso como este, como a finalidade principal é a medida da amplitude ela pode ser feita normalmente, já que as indefinições são em relação à frequência. 5. MEDIDAS COMBINADAS DE CC E CA Uma característica importante do osciloscópio como instrumento de medida é que ele permite a realização de medidas simultâneas (mesmo para o caso do simples traço). Isso ocorre, por exemplo, no circuito da figura 18, onde podemos ao mesmo tempo medir a tensão de base do transistor e a amplitude do sinal CA que é aplicado na etapa amplificadora. Figura 18 – Medida simultânea AC/DC 20 NEWTON C. BRAGA O sinal que vemos no osciloscópio é visto na figura 19. Figura 19 – Sinal visualizado Para termos este sinal, procedemos da seguinte forma: a) Colocamos a chave seletora na posição DC (na posição AC a componente DC seria cortada e o sinal alterado seria alinhado com a' referência GND). b) Escolhemos a posição apropriada da chave Volts/div que permita uma visualização cômoda do sinal. Veja que partimos do sinal de referência (linha horizontal) alinhado com a referência na tela e não mexermos no posicionamento vertical. c) Fazemos a leitura da amplitude do sinal alternado e da componente contínua, baseado: na referência de chave Volt/div. Se a amplitude do sinal CA for muito menor do que amplitude da tensão contínua, a visualização simultânea não poderá ser feita. Isso ocorre porque se aumentarmos o ganho, por exemplo, para a, amplitude menor do componente CA, o desligamento do sinal DC fará com que a imagem saia da tela. Por outro lado, com um ganho suficiente para observar o sinal DC não teremos a visualização do sinal CA, (figura 20). 21 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 20 – Observando antes o sinal DC Como devemos proceder num caso como este? a) Em primeiro lugar ajustamos a imagem para realizar a imagem da componente contínua com a chave seletora na posição DC e o ganho de acordo com a intensidade do sinal. b) Posicione o sinal de modo a termos a melhor leitura, levando em conta a referência. C) Depois, passamos a Chave seletora para a visualização de sinais CA (CA GND-DC). Nesta posição, a componente contínua do sinal é eliminada e o sinal alternado será centralizado. (figura 21) Figura 21 – Visualizando a componente AC 22 NEWTON C. BRAGA d) Passamos então a chave que seleciona o ganho apropriado Volts/div para a observação e medida da amplitude da componente alternada. Nos dois casos, a chave da base do tempo deve selecionar a melhor visualização de alguns clocks do sinal. 23 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Capítulo 2 No capítulo anterior vimos de que modo podemos usar o osciloscópio para analisar formas de onda, medindo sua amplitude, tempo de crescimento e até mesmo verificando distorções. Estudamos na ocasião, maneiras de analisar tanto sinais que variavam em torno de zero volt como sinais que variavam em torno de uma tensão determinada. Nesta lição continuamos a utilizar o osciloscópio como instrumento de medida, obtendo assim, os procedimentos para as medidas de frequência, e também de fase. O osciloscópio é um instrumento de grande utilidade neste tipo de análise, podendo ser usado sozinho ou com a ajuda de outros equipamentos, tais como: geradores de sinais ou de funções. MEDIDAS DE FREQUÊNCIA As medidas de frequência e fase terão precisão que dependem do processo utilizado e o alcance dependerá da resposta do osciloscópio usado. Lembramos que existem osciloscópios mais sofisticados em que a medida de frequência é feita automaticamente por um circuito separado e que projeta na tela o valor numérico desta grandeza além de outras. É claro que, num caso como este, os ensinamentos dados nesta lição servem apenas como curiosidade. Como, entretanto, a maioria dos osciloscópios é do tipo simples, sugerimos que o leitor leia com atenção esta lição. 1. MEDIDA DIRETA DA FREQUENCIA Para medir a frequência de um sinal, não importando sua forma de onda, o primeiro passo consiste em ,se obter o sinal na tela do osciloscópio. 24 NEWTON C. BRAGA Para isso atuamos tanto sobre o controle de sensibilidade, escolhendo uma posição da chave (Volts/Div) que forneça boa imagem e depois sobre a base de tempo (tempo/divisão) na forma calibrada (Uncal desligado) para termos alguns ciclos do sinal na tela. Supondo que a chave da base de tempo esteja na posição de 1 ms/div (1 milissegundo por divisão), isso significa que temos condições de medir o tempo de um ciclo completo do sinal. Na figura 22 o sinal senoidal analisado ocupa em cada ciclo 2 divisões. Figura 22 – Visualização de um sinal para medida de frequência Estaé uma condição em que temos uma frequência exata. Se o sinal não ocupar um número exato de divisões, devemos atuar sobre o posicionamento horizontal, de modo a levar o início de um ciclo tomado como referência, coincida com um traço vertical também tomado como referência, conforme mostra a figura 23. 25 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 23 – Visualização de um sinal de 714 Hz Depois verificamos quantas divisões ocupa o ciclo completo. No nosso exemplo, temos aproximadamente 1,4 divisões por ciclo. Multiplicamos então o número de divisões pelo valor selecionado na chave seletora da base de tempo. No caso da figura 1 temos 2,0 ms e na figura 2 temos 1,4 ms. A frequência do sinal será então obtida pela fórmula: Onde: f é a frequência T e o período medido no osciloscópio Para 2 rns (10-3 segundos), temos: f = 1/2 x 10-3 f = 103/2 f = 500 Hz Para 1,4 ms temos f: (1/1,4) x 103 F = 0,714 x103 F = 714 Hz 26 NEWTON C. BRAGA Evidentemente, a precisão na leitura de uma frequência dependerá da leitura que fazemos. Desta forma, se pudermos visualizar um ciclo ocupando o maior número de divisões possíveis teremos uma precisão maior na leitura. A posição da chave seletora tempo/div deve ser tal, que tenhamos poucos ciclos completos no sinal da tela, (figura 24). Figura 24 – Menos ciclos visualizados facilitam a medida E claro que isso não vai ser possível quando trabalharmos com sinais de frequências muito altas, no limite da capacidade de operação do osciloscópio 27 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Capítulo 3 - OSCILOSCÓPIO NA TV Neste capítulo continuaremos a falar das aplicações do osciloscópio, entrando agora num terreno muito importante que é o seu uso na reparação e ajuste em televisores. Como se trata de assunto extenso teremos sua abordagem durante vários capítulos. Evidentemente, a utilização de um osciloscópio com recursos próprios para sinais de TV toma-se muito mais interessante, o que significa que osciloscópios próprios para trabalho com TV possuem algumas diferenças em relação aos osciloscópios de uso geral. O OSCILOSCÓPIO PARA TV REPARAÇAO Osciloscópios para serviços específicos em TV analógica antigos, possuem como importante recurso a possibilidade de sincronizar a imagem com o próprio sinal de vídeo, escolhendo-se o componente vertical de baixa frequência (quadro) como o componente horizontal (linha) para a observação de toda a imagem ou apenas de uma linha conforme desejado. Na figura 25 temos a forma de onda típica de um sinal de TV. Figura 25 – Sinal de vídeo da TV analógica 28 NEWTON C. BRAGA Quando escolhemos o disparo na posição TV-V ou TV- campo (Field), temos o aparecimento do sinal correspondente a uma tela completa ou um campo, conforme mostra a figura 26. Figura 26 – Sinal correspondente a um campo Dependendo da maneira como o sinal é retirado do televisor, ela pode estar com polarização positiva ou negativa, conforme mostra a figura 27, o que deve ser levado em conta na sua interpretação. Figura 27 – Polarizações do sinal de vídeo Por outro lado se escolhermos o disparo (T RIG) no modo TV-H ou TV-line (linha), teremos a observação do sinal correspondente a uma linha do sinal de vídeo, conforme mostra a figura 28. 29 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 28- Imagem do osciloscópio para o sinal de 1 linha Alguns osciloscópios somente sincronizam o sinal de linha se o pulso for negativo, o que deve ser levado em conta na retirada do televisor da amostra para análise. É importante observar que a retirada do sinal do circuito de um televisor para análise exige cuidados em vista da frequência envolvida e também da própria intensidade. Fabricantes como o Hitachi ressaltam, por exemplo, que enquanto os circuitos convencionais de osciloscópios fazem a retirada direta do sinal de vídeo, com um circuito simples conforme mostra a figura 29, ou no máximo com um filtro RC, conforme mostra a mesma figura em (b), o que causam problemas de dificuldade de sincronização tanto pelo casamento de características como pelo corte de componentes de alta frequência (caso b), os seus circuitos são mais elaborados. 30 NEWTON C. BRAGA Figura 29 – Maneira simples de obter o sinal de vídeo para sincronismo Na figura 30 temos o circuito usado pela Hitachi que separa os pulsos de sincronismo da componente de alta frequência, facilitando assim a obtenção de uma imagem estável. Figura 30 – Circuito da Hitachi para sincronismo com TV 31 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics É importante observar que nos televisores encontramos basicamente 3 tipos de sinais: Temos em primeiro lugar os sinais do setor de áudio, que são semelhantes ao de qualquer amplificador convencional e que já estudamos neste curso. Temos depois os sinais de altas frequências gerados no próprio aparelho que são dois osciladores de varredura e do próprio circuito receptor de alta frequência no seletor de canais como o conversor/misturador. Finalmente temos os sinais que são recebidos pelo televisor a partir de uma estação e que são processados pelos circuitos. Nos televisores em cores temos circuitos adicionais que tanto operam com sinais recebidos como sinais gerados no próprio aparelho. DE ONDE RETIRAR O SINAL A maioria dos diagramas de televisores possui indicações das formas de ondas nos principais pontos com indicações que facilitam o técnico na descoberta de eventuais anormalidades. Devemos alertar o leitor que na maioria dos televisores existe uma tolerância de mais ou menos 20% na amplitude dos sinais indicados, o que poderia levar o técnico menos experiente a pensar numa etapa com falta de ganho ou outro problema ao observar uma diferença desta ordem num sinal, conforme mostra a figura 31. Figura 31 – Diferenças de amplitudes dos sinais 32 NEWTON C. BRAGA Também é importante notar que nos manuais de serviço de muitos televisores estão previstos os procedimentos para ajuste e testes com saídas para o osciloscópio na própria placa de circuito impresso, o que facilita muito o trabalho do técnico. Para os pulsos que aparecem em muitos pontos de um aparelho de TV também deve ser considerada uma tolerância com relação a forma e largura. Esta tolerância é exemplificada na figura 32, onde temos o valor indicado ou médio e os dois extremos de formas e valores que, no entanto, não significam que o aparelho tenha algum tipo de problema. Figura 32 – Tolerâncias para larguras de pulsos Um caso importante a ser considerado num televisor é que alguns sinais tem como exigência básica a linearidade. Isso é válido, por exemplo, para o sinal dente de deflexão. Uma variação desta linearidade provoca problemas de imagem como o mostrado na figura 33. Figura 33 – Linearidade do sinal de sincronismo 33 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics A linearidade pode ser observada facilmente no osciloscópio e com uma régua podemos até medi-la. Ela deve estar em até 15% do permitido, para um funcionamento normal. Para observar de formas de ondas nos diversos estágios, um osciloscópio até 20 MHz serve perfeitamente para a localização de falhas. Na observação dos pulsos é muito importante que o osciloscópio tenha uma boa resposta neste limite de frequência para que possamos constatar quaisquer deformações, sem o perigo de pensarmos que ela se deve antes ao circuito analisado quando na realidade está sendo provocada pelos circuitos amplificadores do próprio osciloscópio, conforme mostra a figura 34. Figura 34 – Alteração naforma de um sinal Pulsos de sincronismo são exemplos de ponto crítico na observação, já que eles podem sofrer este tipo de deformação no próprio osciloscópio se ele não estiver devidamente calibrado, ou apresentar alguma anormalidade de operação. Como o aparelho opera com banda lateral residual, ocorrem deformações no pulso logo ao ser detectado, após o que ele sofre uma série de integrações que o levam a forma original. A interpretação errônea destas fases intermediárias de processamento do pulso podem levar o técnico a deduzir que algo vai mal no televisor quando na realidade isso não ocorre. Isso pode ocorrer quando o técnico não po5sui um diagrama com as formas de onda previstas e tenta ele mesmo deduzir o que encontrar. 34 NEWTON C. BRAGA EQUIPAMENTOS AUXILIARES O exame das formas de onda e do comportamento dos circuitos dos televisores exige o emprego de alguns instrumentos adicionais importantes O primeiro instrumento a ser considerado é o sweep generator ou gerador de varredura. Este aparelho se mostra de extrema utilidade na verificação de circuitos ressonantes não só de televisores, mas também de receptores em geral. O princípio de funcionamento deste aparelho é simples: Trata-se de um gerador que varre continuamente uma faixa pré-determinada de frequências, conforme mostra a figura 35. Figura 35 – O gerador de varredura – curva de sinais Tipos antigos que usavam motores que faziam girar as placas de um capacitor variável o qual controlava a frequência de um circuito oscilador. Hoje contamos com técnicas mais avançadas que vão desde o uso de circuitos sintetizadores de frequência até simples varicaps. Na figura 36 temos um exemplo do circuito que pode ser usado com a finalidade indicada. 35 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 37 – Circuito com varicap para gerar varredura Aplicando um sinal de 60 Hz no varicap, a frequência do oscilador varia entre o valor máximo e o valor mínimo 60 vezes por segundo. Como podemos usar o gerador de varredura para analisar um circuito ressonante? Vamos supor que desejamos ajustar uma etapa de FI de um receptor de rádio (ou mesmo de TV). Para isso centralizamos a frequência do gerador de varredura no valor que corresponda a etapa de FI, por exemplo 455 kHz. O gerador ao mesmo tempo alimenta o circuito ressonante e fornece o sinal de sincronismo para o osciloscópio. Este sinal de sincronismo corresponde justamente a frequência de 60 Hz com que a frequência gerada (455 kHz) varia entre os dois extremos da faixa ajustada (por exemplo entre 400 e 500 kHz), conforme sugere a figura 38. 36 NEWTON C. BRAGA Figura 38 – Analisando um circuito ressonante com o gerador de varredura Quando ligamos este circuito, a frequência do sweep começa a correr entre os dois extremos ajustados, por exemplo, partindo de 400 kHz. A medida de frequência aumenta, o circuito ressonante vai responder a este sinal, e conforme nos aproxima mos da frequência de ressonância a tensão nos extremos do circuito ressonante aumenta. Com a variação da frequência aplicada podemos ver na tela do osciloscópio exatamente a resposta do circuito. Na medida em que nos aproximamos da frequência superior ajustada no sweep, a resposta cai. A varredura da faixa é feita 60 vezes por segundo o que significa a obtenção de uma imagem contínua que facilita a observação do que ocorre. Na figura 39 mostramos um modo de se utilizar o Gerador de Varredura para verificar a resposta de frequência de ajuste de uma etapa de FI de um televisor. 37 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 39 – Ajustando uma etapa de FI de um televisor analógico antigo O gerador de varredura e ajustado para produzir um sinal na faixa de 38 a 48 MHz. A saída do gerador é ligada à entrada da etapa misturadora de FI do televisor, enquanto que o sinal de varredura de 60 Hz é ligado na entrada de sincronismo externo do osciloscópio (o qual deve estar chaveado para esta função). Ajustamos tanto o ganho horizontal como o vertical do osciloscópio para obter uma imagem estável. A saída do sinal para a entrada vertical é tirada depois do detector de vídeo. Na figura 40 temos o aspecto de uma curva de resposta normal de uma etapa de FI. 38 NEWTON C. BRAGA Figura 40 – Curva de resposta de uma etapa de FI Juntamente com o sinal de varredura são também aplicados sinais de marcação (marker) que também servem de verificação do funcionamento 'da etapa. Lembramos que a maior parte do ganho de um televisor e seletividade depende do correto funcionamento das etapas de FI. De modo que anormalidades nesta etapa levam a problemas graves de reprodução de imagem. Na prova feita acima deve ser aplicada uma tensão de polarização ao CAG de modo a se estabilizar o ganho das etapas de FI e com isso ser evitada a distorção da imagem. Veja que as curvas de resposta devem ser semelhantes tanto com televisores monocromáticos como em cores, com a única diferença de que a largura de faixa para os televisores P&B é mais estreita. Devemos ainda observar que a frequência do oscilador local opera acima do canal sintonizado, isto é, somando-se a frequência de FI e que se esta frequência estiver incorreta por um desalinhamento do receptor, pode haver uma falsa indicação de distorção da imagem do canal de vídeo observada no osciloscópio. Na figura 41 temos algumas formas de ondas obtidas num televisor Sanyo (Modelo 4801) na calibração das etapas de FI de vídeo. 39 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 41 – Formas de onda de um televisor comercial antigo Estas formas de onda são obtidas com o gerador de varredura ajustada para frequências entre 40 e 50 MHz, e o marcador na posição "interna". O modo de se fazer a ligação dos diversos instrumentos ao televisor são mostradas na figura 42. 40 NEWTON C. BRAGA Figura 42 – Arranjo para observar os sinais no osciloscópio Observe a inclusão de um capacitor de 5 nF entre os pontos TP-lC e 1D e a ligação em série de um resistor de 10 k ohms com a ponta de prova do osciloscópio. O fabricante, para análise de tais sinais indica uma caixa de acoplamento ao osciloscópio que é dada neste diagrama. Os diversos procedimentos para ajustes que incluem frequências de marcas que dependem do que se visa ajustar, além das formas de onda e componentes, são mostrados 41 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics detalhadamente no manual deste televisor, facilitando assim em muito o trabalho do técnico. A última curva (d) da figura 42 é justamente a verificação da resposta de frequência das etapas de RF e FI do televisor. O gerador de varredura é ligado aos terminais da antena a faixa de VHF por meio de uma caixa atenuadora de 75 ohms. O sintonizador é desligado e uma fonte de polarização de RF é necessária para verificar a sintonia do gerador de varredura para cada canal. No procedimento verifica-se as marcas de imagem e som dos canais 2 ao 13. O botão da sintonia fina deve ser usado. CONCLUSÃO Neste capítulo tivemos apenas uma pequena amostra de como o osciloscópio pode ser útil em certos ajustes e verificação em televisores. Conforme podemos perceber, o assunto é extenso, e supomos que os leitores conheçam os princípios de funcionamento dos televisores, pois não podemos dedicar o nosso espaço a sua análise. Novas utilizações do osciloscópio no televisor, com alguns procedimentos interessantes serão vistos na próxima lição de nosso curso. 42 NEWTON C. BRAGA Capítulo 4 No capítulo anterior vimos a utilização do osciloscópio juntamente com o gerador devarredura na análise e ajuste de circuitos ressonantes ou amplificadores com uma certa faixa de operação como, por exemplo, as etapas de alta frequência intermediária de televisores e rádios. Os geradores de varredura incluem em sua maioria um recurso muito importante de que não falamos ainda; que é o gerador de marcas. OSCILOSCÔPIO NA TV (II) O assunto desta lição continua sendo o gerador de varredura, o televisor e ainda mais o gerador de marcas que será o assunto inicial desta lição, onde falaremos de seu princípio de funcionamento e de sua utilização. Alguns procedimentos práticos na análise de formas de onda em televisores também serão dados nesta lição servindo de apoio para o trabalho do técnico reparador e evidentemente dos demais leitores. O GERADOR DE MARCAS Estudamos na lição anterior que o gerador de varredura produz sinais que se distribuem numa determinada faixa, a justada de acordo com o tipo de trabalho realizado, e que serve para verificar a resposta de frequência de um circuito, conforme sugere a figura 43. 43 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 43 – Analisando um espectro de frequências Na figura temos a resposta típica de um circuito de FI de vídeo por onde o técnico pode se basear para a realização de ajustes ou a própria detecção de falhas. Dentro desta figura, que corresponde à faixa passante do circuito existem frequências importantes que precisam ser observadas com mais cuidados e cujos sinais precisam ter níveis muito bem estabelecidos. Entretanto, a visualização da frequência específica que se deseja ajustar, dentro de um espectro de uma boa largura não pode ser feita com facilidade a não ser que haja um meio de a identificarmos. O que se faz na prática é gerar juntamente com o sinal de varredura um sinal na frequência desejada de ajuste, ou seja, uma "marca" que no momento em que é aplicado no osciloscópio, produz um batimento com o próprio sinal de varredura e se sobressai na tela na forma de um pequeno vazio, ou ainda, um ponto no local correspondente. Na figura 44 mostramos o princípio de funcionamento do gerador de marcas. 44 NEWTON C. BRAGA Figura 44 – O gerador de marcas Juntamente com o sinal de 40 a 50 MHz que corresponde ao canal de vídeo a ser analisado, podemos gerar uma marca na frequência de 41,25 MHz para ajustar o funcionamento do "trap" (armadilha) de um televisor. O sistema indicado de sobrepor um sinal na frequência desejada ao sinal do gerador de varredura tem alguns inconvenientes. Um deles, por exemplo, é que a amplitude das marcas varia sensivelmente devido às oscilações de fase, e o resultado é que temos uma certa dificuldade na observação na tela do osciloscópio. Outro problema é que, para se obter uma boa visualização da marca, o sinal precisa ter uma amplitude algo elevada, o que em alguns casos significa o perigo de sobrecarregar o circuito em análise alterando-se, por exemplo, a forma da curva de resposta. Temos ainda o fato de que no ajuste de armadilhas (traps) o sinal da marca é justamente absorvido pelo circuito e por isso não aparece com facilidade na tela do osciloscópio. Finalmente devemos considerar que o circuito gerador de marcas deste tipo gera harmônicas que podem produzir marcas adicionais no sinal, dificultando assim a identificação do sinal fundamental. Outro modo de gerar uma marca numa certa frequência do sinal de varredura é por "absorção". Neste sistema, o sinal na frequência que se deseja marcar é absorvido pelo circuito de modo que temos uma queda sensível 45 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics da intensidade do sinal de varredura neste ponto, produzindo uma espécie de "V" no traço, conforme indica a figura 45. Figura 45 – Marca por absorção Normalmente o processo é conseguido por um circuito em blocos como o indicado pela figura 46. Figura 46 – Circuito do gerador de marcas por absorção em blocos Na frequência em que se deseja marcar, o sinal é detectado e por um processo de realimentação ele interrompe por um instante (que determina a largura da marca) a operação do oscilador. Este processo também tem alguns inconvenientes como: 46 NEWTON C. BRAGA Se no televisor ou circuito analisado existem osciladores ou sistemas de realimentação na frequência da marca eles podem fazer com que estas marcas desapareçam. Num circuito muito seletivo, as marcas podem desaparecer completamente. O terceiro processo que veremos a seguir é muito mais eficiente não causando os mesmos problemas dos anteriores. Com o processo de injeção de marcação (Marker Adder) as marcas são visíveis tanto na própria curva como também na linha de referência de base, conforme mostra a figura 47. Figura 47 – Imagem obtida num osciloscópio pelo processo de injeção Este processo também permite que a marca seja visível no ajuste de filtros armadilha quando o sinal seria bloqueado e não apareceria. Com este sistema, o sinal de marca é injetado tanto no sinal gerado como também uma parte vai ao gerador de varredura de modo que ele aparece no sinal de referência. Como o sinal está presente na varredura, mesmo que o circuito em ajuste seja desligado, por exemplo, um televisor para o ajuste da FI, o sinal de marca contínua aparecendo, o que é interessante para a realização do ajuste de sua frequência. Na lição anterior demos algumas formas de onda encontradas num televisor comercial, mostrando que existem certas frequências dentro das etapas de vídeo cujas intensidades precisam ser ajustadas com precisão. O gerador de varredura juntamente com a produção de marcas deve ser usado neste ajuste. Vejamos quais são os procedimentos práticos para esta finalidade. 47 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics AJUSTE EM TELEVISORES Para o ajuste devem ser usados os circuitos de acoplamento da lição anterior. O televisor tomado como referência para estes ajustes é o Sanyo CTP 4801 chassi série TC. Inicialmente vamos ajustar o trap de 4,5 MHz e o estágio de saída de FI de vídeo. O diagrama parcial dos estágios que serão ajustados, para identificação dos componentes é mostrado na figura 48. Figura 48 – Diagrama parcial do televisor - Ajuste do trap O gerador de marcas deve ser ajustado na frequência de 41,25 MHz enquanto que o gerador de varredura deve ser sintonizado para varrer a faixa de 40 a 50 MHz. O seletor deve ser colocado no canal 3, e a chave AFF deverá estar na posição manual. A chave normal-serviço deve estar na posição "serviço". 48 NEWTON C. BRAGA Um sinal de +24 V deve ser aplicado ao pino 8 do conector AA na placa de sinal e croma. Uma tensão de polarização de +5,8 V deve ser usada para polarizar a FI no ponto TP-IA na placa de sinal e croma e uma tensão de -2,0 V deve ser usada para a polarização do CAG do seletor. Inicialmente ajusta-se T105 para que haja a mínima resposta em 41,25 MHZ (atuação máxima do trap). Na figura 49 mostramos a forma de sinal visualizada no osciloscópio. Figura 49 – Visualização do sinal no osciloscópio A ligação do gerador de varredura, do osciloscópio e do televisor para este ajuste é mostrada na figura 50. Para ajustar o estágio de saída, inicialmente colocamos o gerador de marcas em 41,25 MHz e ajustamos T104 pelo núcleo superior. Ajustamos em seguida VR103 para a mínima resposta em 41,25 MHz. Passamos o gerador de marcas para 42,17 MHz e depois ajustamos o núcleo inferior e superior de T104 para obter a forma de onda indicada. Finalmente, com o gerador de marcas em 45,75 MHz, ajustamos novamente o núcleo inferior de T104 para obter os níveis da figura já indicada. 49 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 50 – ligação do gerador e do osciloscópiopara o ajuste ANÁLISE DO SINAL DE VÍDEO Sem a necessidade de um gerador de varredura/marcas, o osciloscópio pode ser utilizado para analisar os sinais de vídeo das etapas de Fl, facilitando a detecção de falhas. Conforme já salientamos muitos diagramas já apresentam as formas de onda que devem ser encontradas facilitando assim o trabalho do técnico reparador. O sinal tomado como referência pode ser disponível tanto de um canal local como de um gerador de barras coloridas, se bem que este último caso seja preferível dada sua estabilidade e também ao fato de conhecermos seu nível de saída. O osciloscópio deve ser conectado ao televisor com uma ponta demoduladora. Nos televisores transistorizados os pontos chaves serão as bases e os coletores dos transistores. Nos circuitos valvulados serão as grades quantidades de controle e anodos das válvulas. Para os televisores dotados de circuitos integrados, as entradas e saídas dos sinais acessíveis e que serão tomadas 50 NEWTON C. BRAGA como referência. Os diagramas podem servir de orientação para estes casos. Tomamos como exemplo o televisor Philco TV-389 que é bastante comum e cujo diagrama parcial, contendo as etapas de FI de vídeo, é mostrado na figura 51. Figura 51 – Televisor tomado como exemplo Este circuito funciona da seguinte maneira: O circuito amplificador de FI recebe o sinal de vídeo do seletor de canais já numa faixa de frequências com 6 MHz de largura e que contém as seguintes frequências; 41,25 MHz - FI de som 42,17 MHz - FI de croma 45,75 MHZ - FI de vídeo Através de um cabo coaxial com capacitância controlada o sinal é aplicado a base de T201 via C208 (amplificador de RF). Os sinais amplificados por T201 aparecem em seu coletor e são aplicados em L202 (primeira FI) que sintoniza toda a faixa de frequências. Depois, via C207 os sinais são levados a L203 51 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics (segunda FI) que novamente deixa passar toda a faixa. Após esta segunda sintonia os sinais passam por uma armadilha de 47,25 MHz que é formada por L207, C218 e C219, e por uma armadilha (trap) de 39,75 MHz que corresponde à aos componentes L204, C215 e C216, e um circuito atenuador de 41,25 MHz que corresponde à FI de som. Este circuito é formado por L205 e C220. Passando por um C221 os sinais são aplicados em L208 que faz a sintonia dos sinais e os aplica aos pinos 1 e 16 do circuito integrado C1202. A função de C1202 é de amplificador de FI de vídeo, e este integrado contém os estágios do controle automático de ganho (chave, compensador térmico e retardo para o seletor). Os pulsos negativos de 15 750 kHz que provém de PT 403 no flyback são levados ao pino 7 do circuito integrado C1202 através de R449 e C232 de modo a haver o acionamento da chave do CAG. No pino 10 do circuito integrado temos o sinal de vídeo negativo que serve como referência para a obtenção da tensão do CAG. A intensidade do sinal que chega ao pino 10 do CI é ajustada com a ajuda de P202. Este componente está ligado ao pino 6 do circuito integrado do CI202. No pino 4 do C1202 encontramos um circuito RC (R213 e C228) cuja finalidade é atuar como filtro de tensão do CAG. Entre os pinos 2 e 15 há um desacoplamento DC por meio de C227 a tensão de retardo do CAG que sai pelo pino 5 é levada ao diodo de retardo D201 via R213-A, havendo a filtragem feita por C229. No pino 13 do CI, via L206 aplica-se a tensão de polarização B6 que evita a introdução de RF via linha de alimentação DC. As formas de onda que damos a seguir foram obtidas com um sinal de barras coloridas para produção de uma imagem normal. Na figura 52 temos a forma de onda obtida no ponto 10 que corresponde ao pino 12 do CI202. 52 NEWTON C. BRAGA Figura 52 – Forma de onda no ponto 10 O sinal obtido corresponde á componente de som. Para calibração de TR301 e L301 deve ser ligado um capacitor de 10 nF entre o pino 12 e a massa, e deve ser injetado um sinal de 4,5 MHz modulado em frequência com 400 Hz no ponto PT-301. Na figura 53 temos a forma de sinal obtido no ponto 11 do diagrama. Figura 53 – Forma de onda no ponto 11 O sinal deste ponto corresponde à FI de vídeo e é usado para a calibração deste estágio com atuação sobre o núcleo de L204. O osciloscópio deve ser ligado neste ponto através de um resistor de 10 kg na entrada do circuito injeta-se um sinal de 39,75 MHz modulado em 400 Hz (50%). Na figura 54 temos a forma de onda no ponto 13 do circuito. 53 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 54 – Forma de onda no ponto 13 Na figura 55 temos a forma de onda obtida no ponto 16 do diagrama. Figura 55 – Forma de onda no ponto 16 Este sinal permite ajustar o "trap" de 4,5 MHz, se bem que este ajuste também possa ser feito somente com base na imagem gerada por um gerador de barras coloridas e som. CONCLUSÃO Como os leitores devem ter percebido o gerador de varredura e marcas e um complemento importante do osciloscópio no trabalho com televisor. No entanto, existem também muitos ajustes que podem ser feitos tornando-se como base um gerador de sinais ou ainda um gerador de barras ou aproveitando-se os próprios sinais emitidos pelas estações. 54 NEWTON C. BRAGA Capítulo 5 No último capítulo analisamos o funcionamento do gerador de marcas que seguiu ao estudo do gerador de varredura, dois importantes equipamentos usados em conjunto com o osciloscópio no trabalho de análise de televisores. Continuamos nossas explicações sobre o osciloscópio, passando a verificar formas de onda em outras etapas de um televisor. Depois de analisarmos as etapas de FI de áudio e vídeo, passamos agora as etapas de sincronismo. Os dois tipos de sincronismo, horizontal e vertical, encontrados nos televisores podem ser visualizados, desde a formação de seus pulsos, por meio do osciloscópio possibilitando assim a fácil localização de falhas. OSCILOSCÓPIO NA TV (III) Nesta lição abordamos os circuitos básicos transistorizados, mas os mesmos raciocínios são válidos para circuitos mais complexos ou que façam uso de circuitos integrados. O SEPARADOR DE SINCRONISMO Após a separação dos sinais de vídeo e áudio no final da etapa de FI de um televisor, temos de obter os sinais de sincronismo tanto vertical como horizontal. Na figura 56 mostramos onde estes sinais estão localizados dentro do sinal mais amplo de vídeo. 55 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 56 – Os sinais de sincronismo dentro do sinal de vídeo Este circuito consiste num filtro que separa os sinais de baixa frequência de 60 Hz dos sinais de alta frequência de 15 750 Hz da varredura horizontal. Estes sinais servem para controlar os respectivos circuitos de deflexão. Na entrada do circuito separador de sincronismo, devemos visualizar a forma de onda que contém as duas componentes (vertical e horizontal). No circuito indicado, a amplitude em cima do sinal é de 4,5 V o que permite utilizar uma escala de sensibilidade relativamente baixa do osciloscópio na análise. Na figura 57 temos as formas de onda visualizadas no circuito tomado como exemplo. Figura 57 – Formas de onda no circuito tomado como exemplo 56 NEWTON C. BRAGA A maioria dos diagramas de televisores fornecem estas formas de onda o que facilita bastante o trabalho do técnico reparador. A ausência de sinais ou mesmo a deformação do sinal neste ponto indica que devemos verificar as etapas anteriores. Após o transistor já temos a separação dos dois sinais com as formas de onda indicada na figura 58. Figura 58 – Os pulsos de sincronismo separados O componente horizontal de 15750 Hz vai para as etapas de deflexão horizontal que a componente de 60 Hz para as etapas verticais. Dada a operação com sinais de relativamente baixa frequência e pequena intensidade os ajustes e recursos usados no osciloscópio não são difíceis. Na figura 59 mostramos como fazer estes ajustes para as medidas e visualizações das formas de onda indicadas. 57 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 59 – Ajustes para visualização do sinal A garra de terra é ligada ao negativo da fonte e a ponta é ligada aos pontos onde desejamos visualizar a forma de onda. A varredura do osciloscópio deve ser ajustada para uma base de 0,5 a 1 ms que permita a observação em pormenores das frequências indicadas. Para o sinal de 60 Hz é interessante usar a varredura de 20 ms. Evidentemente se o osciloscópio tiver o disparo interno próprio para operação com TV, conforme já vimos é um recurso encontrado nos tipos indicados aos reparadores, estas funções devem ser usadas. Os sinais destas etapas devem excitar as seguintes de maneira apropriada sem o que não teremos sincronismo ou mesmo deflexão conforme o caso. Analisamos as etapas separadamente: a) Deflexão horizontal Na figura 60 temos um circuito típico de um televisor transistorizado de etapa de saída horizontal. 58 NEWTON C. BRAGA Figura 60 – Etapa de saída horizontal A primeira etapa é um oscilador gatilhado, ou seja, um oscilador que opera sincronizado com o sinal do separador, de modo a haver coincidência das linhas obtidas na transmissão com as linhas que devem ser reproduzidas em posição. As formas de onda nos diversos pontos da primeira etapa são mostrados na figura 61. O sinal obtido não é muito agudo e de intensidade relativamente pequena podendo ser facilmente visualizado no osciloscópio. Uma deformação neste sinal ou perda de intensidade devido a problemas na etapa pode significar a perda do sincronismo horizontal, conforme sugere a figura 62. 59 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 61 – Formas de onda nos diversos pontos Figura 62 – Deformação do sinal Os pulsos de sincronismo horizontal obtidos nesta etapa passam por um segundo circuito que modifica sua forma, tornando-os mais agudos, conforme mostra a figura 63. 60 NEWTON C. BRAGA Figura 63 – Circuito que altera os pulsos de sincronismo tornando-os mais agudos Finalmente temos a etapa de impulsão do sinal que deve excitar a saída horizontal. Estas etapas, driver e saída são mostradas na figura 64. Figura 64 – Etapa impulsora e driver O diagrama tomado como exemplo é tradicional usando transistores comuns. 61 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Existem aparelhos em que as diversas etapas podem estar contidas num único chip, ficando apenas as funções de potência com transistores. Temos também o caso em que até as funções de potência já estão incluída no chip, o que pode dificultar o acesso a diversos pontos onde seja interessante observar as formas de onda. O importante é que na saída horizontal teremos pulsos agudos de grande intensidade. No nosso circuito, a amplitude destes pulsos chega aos 500 volts, conforme mostra a figura 65. Figura 65 – Pulsos de alta tensão na saída do transistor Para visualização destes pulsos o técnico deve tomar cuidado escolhendo a faixa apropriada de sensibilidade, de modo a não ter problemas de sobrecarga dos circuitos de entrada de seu aparelho. A visualização dos pulsos de saída horizontal permite realizar um bom diagnóstico de problemas neste circuito. Vejamos como proceder a análise de defeitos tomando por base as formas de onda nesta etapa: A amplitude do sinal obtido nesta etapa determina a largura da imagem, pois influi diretamente na deflexão. Na figura 66 temos um oscilograma que mostra a condição em que o sinal está normal e que tem amplitude insuficiente ou deformação que causa falta de largura (estreitamento) da imagem. 62 NEWTON C. BRAGA Figura 66 – Pulsos com amplitude insuficiente causam o fechamento da imagem Se o capacitor na base do transistor Q18 apresentar um problema de abertura, por exemplo, a forma de onda poderá ser alterada no ponto indicado na figura 67. Figura 67 – Alteração causada por problemas no capacitor 63 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Na figura 68 temos o padrão normal e a deformação que ocorre por problemas no capacitor. Figura 69 – Sinal normal e deformado Modificações na amplitude e formas de ondas dos sinais das diversas etapas indicam problemas com os componentes os quais devem ser verificados pelos meios tradicionais. Uma vez acompanhadas as formas de onda até a etapa em que a anormalidade aparece, usamos o multímetro inicialmente para medir tensões nos elementos ativos (válvulas e transistores). A partir dessas medidas chegamos então aos componentes que apresentam problemas. E importante observar que nesta etapa encontramos o setor de Muito Alta Tensão (MAT) do televisor, onde a análise das formas de onda com o osciloscópio deve ser feita somente se dispusermos de ponta especial. Como em geral, os problemas podem ser observados por outros meios, o osciloscópio não é tão usado após o transformador de saída horizontal (flyback). b) Deflexão vertical Na figura 70 temos um circuito típico de etapa de processamento vertical de sinal em um televisor transistorizado. 64 NEWTON C. BRAGA Figura 70 – Etapa de deflexão vertical Esta etapa tem por elemento final o Yoke que é uma bobina de deflexão. Esta bobina cria o campo magnético que deflexiona o feixe de elétrons no sentido de abrir a imagem no sentido vertical. A forma de onda do sinal nesta bobina determina a linearidade da imagem e a sua amplitude determina a altura, conforme sugere a figura 71. Figura 71 – Sinal no Yoke Analisamos o funcionamento das etapas do televisor que tomamos como exemplo, lembramos que em muitos aparelhos 65 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics modernos estas funções são disponíveis num único circuito integrado ou mesmo em poucos integrados. A primeira etapa também consiste num oscilador gatilhado, normalmente sendo usado um multivibrador astável onde o disparo externo é ajustado por meio de um potenciômetro que deriva parte do sinal de sincronismo, do separador de sincronismo. As formas de onda deste oscilador são mostradas na figura 72. Figura 72 – O oscilador gatilhado Como necessitamos de um sinal dente-de-serra para a deflexão, podemos retirá-lo do emissor do transistor, conforme mostra o diagrama. Veja que as alterações nos componentes deste circuito podem afetar tanto a amplitude da antena como a forma de onda o que será facilmente visualizada no osciloscópio. Uma deformação afeta a linearidade vertical, conforme mostra a figura 73 e uma alteração na amplitude pode modificar a altura da imagem. 66 NEWTON C. BRAGA Figura 73 – Perda da altura pela deformação e perda da amplitude do sinal vertical O sinal obtido nesta etapa precisa ser linearizado ao máximo nas etapas seguintes que também aumentam sua intensidade a ponto dele poder excitar a bobina defletora (yoke). Um tipo importante de circuito de saída vertical a ser considerado é o mostrado na figura 74 que não usa transformador. Seu princípio de funcionamento é o mesmo das etapas de saída em simetria complementar usada em amplificadores de áudio. Da mesma forma que anormalidade de funcionamento da etapa de áudio produz distorções do som, uma anormalidade desta etapa produz distorções na imagem. Por exemplo, se um do transformador de saída apresentar problemas, abrindo,temos o preenchimento de apenas metade da tela, (figura 75). Se um dos diodos de polarização da etapa entrar em curto temos uma distorção que influi na imagem. O osciloscópio permite visualizar as deformações das formas de onda, tomando-se por base sempre o que é apresentado no diagrama original do fabricante. O importante para o técnico que usa o osciloscópio é saber interpretar as formas de ondas obtidas comparando-as com as originais. 67 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 74 – Saída vertical sem transformador Figura 75 – Problema que causa corte da imagem Para isso damos algumas informações importantes sobre estas interpretações: - Amplitude menor que a esperada, porém forma de onda mantida. 68 NEWTON C. BRAGA Neste caso podemos suspeitar debaixo ganho de componentes, ou ainda problemas de tensão de alimentação da etapa mais baixa que a normal. Verifique o ganho de transistores e meça as tensões no circuito. Verifique também se a intensidade do sinal. na entrada do circuito é suficiente para sua excitação. O problema pode vir da etapa anterior. - Amplitude menor e distorção do sinal Devemos verificar os componentes de polarização, medindo as tensões nos diversos componentes da etapa. Também devemos suspeitar de capacitores com fugas ou com valores alterados. - Amplitude mantida em sinal distorcido Este problema pode ser causado por espiras em curto em bobinas, capacitores alterados ou com fugas. Capacitores abertos no circuito de desacoplamento ou mesmo filtragem podem alertar as formas de onda num circuito. - Ausência de sinal Componentes em curto ou totalmente abertos podem impedir a passagem do sinal uma etapa. Um transistor em curto ou um capacitor aberto causam estes problemas. Medidas de tensão detectam problemas com transistores, mas no caso de capacitores devemos verificar a presença do sinal antes e depois do capacitor. CONCLUSÃO Conforme pudemos perceber nos capítulos em que tratamos do uso do osciloscópio na reparação, ele se comporta como um "seguidor de sinais" sofisticado. Acompanhado os sinais etapa por etapa podemos comparar formas de onda e intensidades segundo um padrão original ditado pelo fabricante. 69 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics No entanto, mais do que no caso de um seguidor de áudio em que a avaliação do estado dos circuitos é mais difícil pois só temos indicações de distorção, ausência do sinal ou presença de sinal, no caso do osciloscópio, podemos extrair muitas informações adicionais, (figura 76). Figura 76 – Informações extraídas de um sinal Com o osciloscópio, pelo tipo de deformação apresentada por uma forma de onda, podemos chegar ao componente defeituoso, o que representa algo mais. No entanto, é preciso saber interpretar as deformações. Conforme já estudamos nas lições em que tratamos dos amplificadores de áudio, como as configurações se repetem, deformações podem ser analisadas nos mesmos termos. Assim, capacitores alterados causam modificações num sinal retangular conforme mostra a figura 77. Figura 77 – Deformações causadas por capacitores co problemas Na mesma figura mostramos as alterações que um capacitor alterado causa num sinal triangular. 70 NEWTON C. BRAGA Veja que o estudo do que ocorre com um sinal de sua forma de onda pode ser feito com base no que conhecemos de eletrônica fundamental. Na próxima lição continuaremos a tratar do uso do osciloscópio em outros aparelhos como por exemplos os gravadores de vídeo e câmeras que em muitos aspectos possuem semelhança com os televisores. 71 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Capítulo 6 Nos últimos capítulos estudamos a utilização do osciloscópio na análise das formas de onda dos circuitos de televisores. Evidentemente o assunto é por demais extenso para que se possa pensar numa abordagem completa neste curso. Assim, sugerimos que os leitores procurem estudar as técnicas de recepção de TV, reciclando seus conhecimentos, mas com ênfase nas formas de onda que devem aparecer em cada ponto do circuito. Desta forma, usando os conhecimentos básicos da utilização do osciloscópio ficará muito mais fácil fazer a reparação ou ajuste de qualquer aparelho. VIDEOCASSETES ANALISADOS COM O OSCILOSCOPIO Nesta lição trataremos de um equipamento que tem muitas etapas em comum com os televisores e que portanto também pode ser analisado com um osciloscópio. Muitas das etapas de um videocassete são semelhantes aquelas encontradas nos televisores e por isso podem ser analisadas da mesma forma. No entanto, as diferenças que existem também são possíveis de uma análise de formas de ondas e aí entra em ação novamente o osciloscópio. Das etapas diferentes é que trataremos basicamente nesta e na lição seguinte. 1. SETOR DE ÁUDIO Nos videocassetes comuns existe um tambor giratório, onde são fixadas as cabeças que gravam os sinais transversalmente. 72 NEWTON C. BRAGA Isso é necessário porque se necessitando de uma velocidade muito maior, com o percurso transversal consegue-se um' aproveitamento maior da fita com uma velocidade real menor. A ampla faixa de frequências de vídeo exige que isso seja feito. Nos sistemas de duas cabeças, entretanto, temos uma diferença de processo em relação aos sinais de áudio. Nos videocassetes de duas cabeças o sinal de áudio é gravado separadamente numa pista linear conforme mostra a figura 78. Figura 78 – Modo como o sinal é gravado numa fita Desta forma, as a duas cabeças giratórias são usadas para a leitura apenas dos sinais de vídeo, ficando a leitora dos sinais de áudio por conta de cabeças fixas que operam como num gravador cassete de áudio convencional. O resultado prático é que os circuitos de gravação e leitura de áudio destes gravadores são muito semelhantes aos usados nos cassetes de áudio convencionais com uma estrutura em blocos mostrada na figura 79. 73 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Figura 79 – Setor de áudio de um videocassete em blocos Para o sistema VHS de 1 pista a sua largura é de 1 mm e para duas pistas (estéreo), cada qual tem 0,35 mm. Neste sistema, quando ocorre a reprodução de um sinal de áudio encontramos nos diversos pontos do circuito sinais de baixas frequências de onda correspondentes aos sons que são gravados. Uma fita de gravação com um sinal de áudio de 1 kHz, por exemplo pode servir de base para o teste das cabeças de gravação deste tipo de aparelho e de todo o circuito. Deformações de sinais e outros problemas são muito semelhantes aos constatados nos gravadores comuns. Basta que o leitor tenha um diagrama do aparelho para que facilmente possam ser identificados os pontos em que os sinais estão presentes. Na função de gravar, além dos sinais que devem vir do circuito externo (televisor, câmera pelo microfone ou ainda de um seletor e etapas de áudio do próprio aparelho), temos de considerar a presença do sinal de apagamento. A finalidade do apagamento é dar uma pré-orientação aos imãs elementares da fita de modo que a gravação seja uniforme, conforme sugere a figura 80. 74 NEWTON C. BRAGA Figura 80 – O apagamento O circuito de apagamento dos gravadores videocassete comum gera sinais tanto para o apagamento de vídeo como o de áudio. Este circuito consiste num oscilador que gera uma frequência entre 40 e 670 MHZ, conforme mostra um exemplo prático na figura 81. Figura 81 – O oscilador de apagamento A verificação deste tipo de circuito com o osciloscópio é simples já que sabemos que o sinal deve estar nesta faixa de frequênciase deve aparecer nas cabeças de apagamento tanto do setor de áudio como de vídeo. 75 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics Na figura 82 temos o modo de utilizar o osciloscópio na visualização destes sinais num videocassete comum. Figura 82 – Usando o osciloscópio O videocassete de duas cabeças deve estar na posição REC e como temos baixas frequências, tanto a base de tempo como a sensibilidade deve ser ajustada para este tipo de observação. Uma fita padrão deve ser usada para se obter o sinal de prova, funcionando assim como um injetor de sinais. Nos gravadores mais modernos adota-se, entretanto, uma solução que desde 1983 permite a obtenção de maior fidelidade de gravação. Este processo consiste na transformação dos sinais de áudio em sinais em frequências (FM), uma alta frequência e são registrados junto com o sinal de vídeo transversalmente na fita. Desta forma existem cabeças de vídeo e de áudio operando transversalmente. Na figura 83 temos as posições relativas destas cabeças para o sistema VHS. 76 NEWTON C. BRAGA Figura 83 – Cabeças de áudio transversais Os ângulos são diferentes para o sistema Meta. Neste sistema, para o VHS, os sinais de áudio do canal 1 tem uma frequência centralizada em 1,4 MHZ e para o canal 2 centralizada em 1,8 MHz. O gráfico da figura 84 mostra então o espectro completo de áudio e vídeo que são gravados na fita. Figura 84 – Espectro de áudio e vídeo no formato VHS Veja então que nos circuitos de áudio temos frequências e formas de ondas um pouco diferentes. Os sinais são lidos em altas frequências e depois é feita a separação das componentes de áudio num processo muito semelhante ao utilizado nos televisores comuns, mas no caso 77 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics com frequências mais baixas. Na figura 85 temos um circuito em blocos deste sistema de áudio em que mostramos os tipos de sinais que seriam facilmente visualizados com um osciloscópio. Figura 85 – Circuito de reprodução em blocos Veja que existem então setores de alta frequência (1,4 e 1,8 MHZ) e setores de áudio. Analisaremos o funcionamento deste circuito na função de reprodução. Esta descrição é feita para um canal, sendo válida para o outro canal no sistema estéreo. O sinal captado pela cabeça de leitura de áudio tem uma frequência média de 1,475 MHz sendo então amplificado pelos primeiros blocos do circuito. Antes de seguir para as etapas de detecção o sinal passa por um limitador de amplitude de modo a se evitar distorções por saturação. O sistema de separação dos canais é semelhante ao usado num receptor de FM, com comparador de fase, VCO e outras etapas bastante conhecidas dos que trabalham com receptores estéreo. Obtém-se então depois do demodulador um sinal de áudio que, no entanto, tem uma forte componente de alta frequência que precisa ser eliminada por meio de filtro. Na figura 86 mostramos a forma de onda visualizada no osciloscópio antes e depois do filtro passa-baixas, encontrados após a etapa de demodulação. 78 NEWTON C. BRAGA Figura 86 – Forma de onda antes e depois do filtro Com uma fita padrão de 1 kHz a envolvente deste sinal pode ser vista nesta frequência, com uma componente interna de 1,475 MHz. O bloco seguinte é o DCC ou Drop Cult Compensation que consiste num circuito cuja finalidade é compensar a falta de uniformidade de fita magnética. Temos em seguida o circuito de ênfase que funciona da mesma forma que os equivalentes nos receptores de FM. Este circuito expande a faixa passante da compressão na transmissão. A faixa tem ganhos diferentes do que seria normal para a reprodução na transmissão com a finalidade de se obter melhor imunidade aos ruídos o qual deve ser compensado na recepção. Temos finalmente os circuitos externos que, no caso podem ser o modulador que joga o sinal num televisor ou ainda numa saída simples disponível para um amplificador externo. É importante observar que a monitoração dos sinais de áudio nas primeiras etapas consiste numa ferramenta precisa para ajuste das cabeças de leitura. Veja que a utilização do osciloscópio nestas etapas é bastante semelhante a que estudamos no caso dos receptores de FM. A utilização dos circuitos integrados dedicados reunindo grande número de funções na maioria dos aparelhos de videocassete, e no caso de áudio com maior, intensidade, simplifica o projeto por parte do fabricante, mas impede o acesso a todos os pontos para análise das formas de onda num trabalho de ajuste ou reparação. No entanto, os manuais de serviço da maioria dos fabricantes fornecem tensões e formas de onda nos pontos 79 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics principais o que serve de referência para o trabalho de manutenção. Para a visualização destas formas de onda com o osciloscópio o técnico deve estar atento aos seguintes pontos: a) Frequências Para os sinais de áudio as frequências são relativamente baixas, conforme vimos o que permite a utilização de osciloscópios simples na análise dos sinais. As frequências menores são da faixa de áudio e dependem naturalmente do sinal usado como prova, (figura 87). Figura 87 – Sinais de áudio b) Intensidade Os sinais encontrados em todas as etapas do setor de áudio, tanto na gravação como na reprodução são sinais de baixas intensidades com tensões que dificilmente superam os 15 V e com mínimos na faixa dos microvolts. Somente nas etapas finais de áudio é que as intensidades são maiores. 2. FONTES DE ALIMENTAÇÃO Dado o elevado número de circuitos e mesmo dispositivos eletromecânicos que devem ser alimentados e com características bem diferentes as fontes usadas nos videocassetes são complexas apresentando muitas saídas com tensões e correntes diferentes. No entanto, como em todos os aparelhos eletrônicos podemos fazer uma separação dessas fontes em dois tipos: as 80 NEWTON C. BRAGA que devem alimentar dispositivos mecânicos como, por exemplo, os motores e as que devem alimentar circuitos eletrônicos. Nestas fontes vamos encontrar dois tipos de reguladores: os convencionais ou lineares como o mostrado na figura 88 e os circuitos comutados como o mostrado na figura 89. Figura 88 – Fonte linear Figura 89 – Fonte chaveada Já vimos em lições precedentes as formas de onda que são encontradas nas fontes de alimentação lineares, de modo que o leitor saberá como usar o osciloscópio para medir tensões, verificar ripple e eventuais outros problemas que podem ocorrer. Muitos videocassetes de uso portátil ou ainda que incluem uma câmera possuem ainda como fonte adicional de alimentação uma 81 O Osciloscópio no Service de Equipamentos Antigos – Mouser Electronics bateria do tipo recarregável. Para estas baterias existe numa fonte de alimentação que proporciona sua recarga. 3. MODULADOR DE ÁUDIO Os sinais de áudio obtido de uma fita de videocassete devem ser levadas ao televisor para reprodução. Se bem que nos aparelhos sejam encontradas saídas de áudio puro para amplificadores externos, não é a partir desta saída que temos a conexão ao receptor de TV, conforme mostra a figura 90. Figura 90 – Formas de usar o áudio num videocassete O televisor é sintonizado num canal livre (3 ou 4), e o sinal que ele recebe é semelhante ao emitido por uma estação convencional de TV, ou seja, tem uma portadora de alta frequência na faixa de VHF que transporta tanto o sinal de vídeo como áudio. Para isso, o videocassete conta internamente com um circuito modulador de áudio apropriado. Na figura 91 temos o setor do modulador de áudio de um videocassete convencional. 82 NEWTON C. BRAGA Figura 91
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