Sonido. Televisor CLARIVOX Z-960

1.− INTRODUCIÓN GENERAL DEL TEMA.
1.− INTRODUCIÓN GENERAL DEL TEMA.
La parte de sonido del televisor es la encargada de demodular la señal de FI obteniendola la señal moduladora,
amplificarla y llevarla a los altavoces para poder escucharla.
La amplificación es muy importante para poder escucharla televisión en buenas condiciones.
2.− ESTUDIO TEÓRICO.
EL CANAL DE SONIDO.
En el sistema de televisión, la información de sonido está modulada en frecuencia en una portadora
independiente separada de la portadora de imagen. Siguiendo el cambio de frecuencia en el sintonizador, la
portadora de sonido se cambia a una FI, de 33,5 MHz y la portadora de vídeo a una FI, de 39.5 MHz. La
diferencia entre las dos frecuencias intermedias que se sitúan a 6 MHz se conoce como la frecuencia de
interportadora de sonido y se utiliza para funciones de demodulación. De esta forma, se resuelven los
problemas de distorsión de sonido causados por derivas en el oscilador local en la unidad sintonizadora.
Figura 1 Canal de sonido.
La frecuencia de batido de la interportadora de 6 MHz se obtiene desde un dispositivo tal como un diodo que
cuando se utiliza en la parte no lineal de sus características produce la suma y la diferencia de dos frecuencias
de entrada distintas. El resultado es una frecuencia de batido de 6 MHz que contiene la información de
frecuencia modulada que cuando se demodula reproduce la señal de sonido original. Idealmente, la
interportadora de sonido debería tener una amplitud constante. Sin embargo, se encuentra presente alguna
modulación de amplitud debido a la FI, de imagen que está modulada en amplitud. Esta interferencia
producirá lo que se conoce como zumbido de imagen en la salida de audio a menos que se elimine mediante
un circuito limitador antes de la demodulación.
En la figura 1 se muestra un diagrama de bloques de un canal de sonido. La salida de la etapa de detección de
vídeo alimenta al filtro de 6 MHz o trampa, antes de ir a la etapa limitadora que contiene uno o más
amplificadores de recorte (o limitadores). Después de la demodulación de frecuencia. la señal de sonido se
amplifica mediante un excitador antes de ir a la etapa de salida de AF y posteriormente al altavoz.
DEMODULADORES DE FRECUENCIA.
En la modulación de frecuencia, la portadora de frecuencia desvía por encima y por debajo su frecuencia
central de acuerdo con la amplitud de la señal moduladora. El detector de FM o demodulador, por tanto, tiene
que reconvertir las desviaciones de frecuencia en las señales originales.
Hay dos tipos principales de demoduladores de FM que se utilizan en los receptores de TV: el detector de
relación y el detector de cuadratura (coincidencia).
El primero utiliza componentes discretos y tiene la ventaja de proporcionar su propio rechazo a la modulación
de amplitud. El segundo, bastante más complejo, se acomoda más fácilmente dada su forma de circuito
integrado y, en consecuencia, es mucho más utilizado en los modernos receptores de TV.
Figura 2 (a) Circuito sintonizado, (b) diagrama de fasores.
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El funcionamiento del detector de FM se basa en el hecho de que mientras la impedancia de un circuito
sintonizado es resistiva a la frecuencia resonante, se vuelve inductiva si la frecuencia cae por debajo de la
frecuencia resonante central y capacitiva si la frecuencia se eleva por encima de la frecuencia resonante.
Obsérvese el circuito LC de la figura 2a. En la frecuencia sintonizada fo, el circuito es puramente resistivo con
una tensión Vo en fase con la corriente i como se muestra en el diagrama de fasores de (b). Sin embargo, si la
frecuencia cae por debajo de la frecuencia de resonancia. la tensión Vo adelanta a la corriente, y sucede lo
contrario si se eleva ésta, la tensión retrasa a la corriente. La cantidad de desviación de fase se determina por
la variación desde la frecuencia sintonizada del circuito. Si la entrada al circuito fue en la interportadora de
sonido entonces, a condición que el circuito esté sintonizado a 6 MHz, la deriva de fase representa la señal de
sonido modulada original. En el detector de FM, su deriva de fase se traslada a una variación de tensión para
reproducir la señal de audio.
EL DETECTOR EN CUADRATURA (COINCIDENCIA)
En la figura 3 se muestra un diagrama esquemático de un detector de frecuencia en cuadratura, donde LICl se
sintoniza a 6 MHz. La entrada al detector es una onda senoidal recortada desde la etapa limitadora precedente.
Los dos hilos que conducen la señal de entrada se conectan directamente a TRl y a TR3 y también se aplican
entre terminales del circuito sintonizado mediante los dos condensadores C2 y C3. Con respecto al chasis, los
dos hilos conducen dos ondas senoidales recortadas tadas en antifase. En la frecuencia central, LIC1 es
puramente resistivo con su corriente i en fase con la tensión, vo, entre sus terminales. Sin embargo, la tensión
de entrada Vi se aplica entre terminales de un circuito que se compone de LICl en serie con C2 y C3 como se
muestra en la figura 4a. Como la reactancia de C2 y C3 es grande comparada con la resistencia del circuito
sintonizado, la corriente i adelantada la tensión de entrada Vi en casi 90° (figura 4b). Por tanto, en la
frecuencia central, V1 y V0 tienen una diferencia de fase de 90°, usualmente conocida como «cuadratura de
fase»; de ahí se deriva el nombre del detector. Como se puede ver en la figura 3, esta corriente puede fluir
hacia la resistencia de carga RL a condición de que se cumpla una de las dos siguientes coincidencias: o bien
TRl y TR2 o TR3 y TR4 están en conducción. De ahí el nombre de «coincidencia» que se emplea algunas
veces para estos tipos de demoduladores, TRl y TR2 conducen en los semiciclos alternos de la entrada, VI.
TR3 y TR4, por otro lado, conducen en los semiciclos, alternos de la tensión V0 que se aplica a los dos
transistores. Sin embargo, como la tensión V0 está desfasada 90° con Vl, entonces el área de coincidencia
para TRl/TR2 y TR3/TR4 sucede para un cuarto de ciclo únicamente (90°) como se muestra la figura 5. Como
la frecuencia de entrada se desvía, las dos tensiones V1 y V0) ya no están a 90°, sino a un ángulo mayor o
menor que 90°. Cuando el dcsplazamiento de fase es mayor que 90°, el área de coincidencia se incrementa y
fluye más corriente hacia RL. Inversamente, cuando el desplazamiento de fase es menor de 90°, el árco de
coincidencia decrece y con ella la corriente a través de RL. La corriente media a
través de la resistencia de carga RL, por tanto, varía con el propio
Figura 3 Detector de cuadratura coincidencia.
desplazamiento de fase que cambia de acuerdo con la desviación de la interportadora de FM. Después del
alisado de la ondulación por parte del condensador C4, la tensión de salida entre terminales de RL es una
representación precisa de la señal moduladora.
El detector en cuadratura tiene varias ventajas. La ondulación o rizado en la salida dobla la frecuencia de
entrada de la interportadora de 6 MHz y, así, puede ser más fácil de eliminar mediante un condensador
conectado entre terminales a la resistencia de carga. El mismo
Figura 4.
condensador, si se elige correctamente, produce la desacentuación necesaria. Este tipo de detector requiere un
circuito sintonizado único consiguiéndose un fácil alineamiento. Y finalmente, como este circuito es
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básicamente una red de conmutación, la salida depende solamente de la desviación de frecuencia y no de la
amplitud de la entrada, y si la amplitud proporcionada es lo suficientemente grande para la conmutación
apropiada, el detector suprime automáticamente cualquier interferencia de AM.
En la figura 6 se muestra el TBA 120, un circuito integrado que incorpora el detector en cuadratura, donde
R302 es el control de volumen y el inductor S300/C304 es el circuito detector sintonizado.
EL DETECTOR DE RELACIÓN.
El circuito básico para un detector de relación se muestra en la figura 7 en donde C2 y C3 son dos
condensadores para el desacoplo de RF y C4 es un condensador de desacoplo de AM. En la frecuencia central,
las tensiones inducidas en el secundario, va y Vb están desfasadas en 90° con la tensión del primario y la
tensión entre terminales del devanado terciario vt. El circuito está completamente equilibrado con los diodos
Dl y D2. conduciendo de la misma forma para dar una salida cero. Como la frecuencia se desvía lejos de 6
MHz. la diferencia de fase ya no es de 90° sino que puede ser mayor o menor que 90° y las corrientes a través
de los diodos ya no serán iguales. Entonces se produce una tensión de salida que es una medida de la
Figura 5. Desviación.
DESACENTUACIÓN.
En la difusión por FM es normal introducir una preacentuación en el transmisor reforzando por tanto las
altas frecuencias de las señales de audio en comparación con las frecuencias medias y bajas. Esto se realiza
para eliminar la mayoría del ruido que también tiende a ser predominante en las altas frecuencias. En el
extremo receptor, la señal debe estar
Figura 6 Chip de procesado de sonido TBA 120.
sujeta a la desacentuación mediante una atenuación del contenido de agudos o de alta frecuencia de forma
similar, pero opuesta, a la acentuación del transmisor. La acentuación se realiza mediante la utilización de un
filtro y se expresa en términos de la constante de tiempo del filtro. En España se utiliza una preacentuación de
50 micro segundos. El filtro para la desacentuación tiene una constante de tiempo de 50 micro segundos y, por
tanto, deberá utilizarse en el receptor para
Figura 7 Circuito detector de relación.
restaurar las frecuencias de audio a sus niveles relativos adecuados. En la figura 7, el dispositivo R3/C5 es un
circuito de filtro, con una constante de tiempo de 47 micro segundos que proporciona la desacentuación
necesaria.
UNA ETAPA DE SALIDA DE AUDIO PRÁCTICA.
En la figura 8 se muestra el circuito de un amplificador de salida de audio utilizado en un receptor
monocromo, 3VTl y 3VT2 forman un par excitador acoplado en cc, y 3VT3 y 3VT4 son los transistores de
salida complementarios. Se utilizan varios bucles de realimentación. El principal es 3R15/3C10 que
proporciona la realimentación de cc, y la realimentación selectiva de ca, 3R12 proporciona solamente la
realimentación de ca. al emisor de 3VTl con el camino de realimentación de c.c, bloqueado por 3C8.
En la figura 9 se muestra una etapa de audio que emplea el CI SN76033N. El circuito integrado consiste en un
preamplificador, un excitador y unas etapas complementarias de clase B. La señal de audio desde el detector
se aplica a la patilla 1 mediante la red de control de tono R801\R802\R803\C802\C805\C804. Las resistencias
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R804y R805 proporcionan la polarización de cc, al preamplificador con Figura 8 Etapa de salida de sonido
(Bush)
C803 como condensador de desacoplo, C812 y R810 se utilizan para compensar la carga reactiva del altavoz.
Los amplificadores del circuito integrado son capaces de muy altas ganancias; consecuentemente su respuesta
en frecuencia debe ser «hecha a medida» para obtener el ancho de banda adecuado y para evitar
inestabilidades.
R806\C807\C806 proporcionan la adecuada frecuencia mientras que la compensación de alta frecuencia se
realiza mediante C808. El circuito integrado no trabaja hasta que C807 tiene cargada aproximadamente la
mitad del potencial de alimentación. R808 se elige para proporcionar la constante de tiempo deseable para que
cuando se conecte, el amplificador se
Figura 9 Salida de sonido utilizando un chip amplificador SN76033.
amortigüe durante un breve periodo de tiempo para eliminar el ruido indeseable.
3.− ESTUDIO CONCRETO DEL MODULO UTILIZADO EN EL LABORATORIO.
El integrado TBA 120 es un amplificador demodulador de FI para FM.
Este integrado toma la señal del modulo de FI por la patilla 14, esta señal modulada en frecuencia, el
integrado la demodula y obtiene la señal moduladora de FM y la amplifica.
La frecuencia intermedia es de 5'5MHz y entra por la patilla 14. La salida de señal de baja frecuencia es por la
patilla 8, la alimentación del integrado se hace mediante la patilla 11 y la patilla 1 que corresponde a masa.
La tensión de salida se controla mediante la patilla 5, ha esta patilla la controla el micro y envía una tensión
continua.
Cuando se barría el volumen con el mando la varia el micro.
El TDA 2002 es un amplificador de potencia integrado capaz de suministrar una potencia de %W sobre una
carga de 8 Ohmios.
Este integrado recibe la señal de baja frecuencia mediante la patilla 1 y la salida amplificada se obtiene
mediante la patilla 4 llebandola a los altavoces.
Este integrado se alimenta por la patilla 5 y la patilla de masa es la patilla 3.
El esquema de bloques es el siguiente:
4.− ACTIVIDADES EN EL TV, EXPLICACIÓN DE CADA UNA DE ESTAS ACTIVIDADES.
4.1.− Medir las tensiones en cc, sobre las patillas siguientes del integrado TBA120 T: 2, 7, 8, 9, 10, 1, 12, 13.
4.2.− Medir tensiones en cc, sobre las patillas siguientes del integrado TDA 20002: 5, 1, 2, y 4.
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4.3.− Medir el consumo del modulo de sonido, en la posición de volumen para que el integrado TDA2002, de
1W de potencia a 10000 \s, sobre una resistencia de 8 ohmios/4 Watios, sobre la resistencia 5'6 oh/1W.
El consumo es de 194mA.
4.4.− Aplicar en la antena una señal de RF (Canal 5), con una modulación de sonido de 1000 c\s y obtener el
nivel de salida en el pin 8 del integrado TBA120 T, en función de la tensión continua aplicada a pin 5 y
obtener la curva siguiente:
Esta actividad nos quiere decir que el volumen cuando se varia , el micro manda la información a la patilla 5
del TBA120 para que varíe la salida.
5.− Medir la distorsión armónica que se obtiene a la salida del TBA120 T, pin 8 en las siguientes
condiciones:
• Nivel de salida 300mV; a 1000 c\s.
Así mismo medir el nivel de salida y distorsión de salida en el negativo del condensador C4 de PS.
A la salida del TBA120, con las condiciones de nivel de salida de 300mV, a 1000 c\s se obtiene una distorsión
de 8'4%.
El nivel de señal y distorsión de salida en el negativo de C4 es una señal de 700mV y una distorsión de
11'06%.
6.− Soldar una resistencia de 47K entre el pin 11 y pin 13 del TBA120. Observar que el aparato se ha
enmudecido.
Aplicar entonces señal de baja frecuencia con un generador a negativo de C8 de PS (patillas 2 y 6 del
euroconector) y obtener la curva de respuesta de frecuencias en las condiciones siguientes:
• Margen de frecuencias: 20, 100, 500hz, 5k, 10, 15, 20, 40, 70K.
• Sustituir el altavoz por una resistencia de 8Ohmios /4W.
• Aplicar un nivel de BF de 270 mV (rms) y actuar sobre el potenciómetro de volumen hasta obtener
sobre la carga del altavoz una potencia de unos 500mW.
• Manteniendo fijo niveles de entrada y control de volumen variar la frecuencia de entrada y obtener la
curva de respuesta del canal de baja frecuencia del TV, reflejándola en la curva de respuesta
siguiente:
7.− Obtener el valor de potencia máxima sobre la resistencia de carga del altavoz para una distorsión del 1%
y del 10%, a 1000 c\s, en las condiciones siguientes:
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• Nivel de entrada 270mV, en negativo de C8 (patillas 2 y 6 del euroconector).
• Poner el potenciómetro de volumen en la posición adecuada hasta obtener los niveles de potencia
indicados anteriormente.
Para una distorsión de 1% se obtiene una potencia de 0'5W.
Para una distorsión de 10% se obtiene una potencia de 10W.
5.− REPRESENTAR OSCILOGRAMAS Y TENSIONES EN EL EXQUEMA.
Realizadas en las paginas siguientes.
6.− CONCLUSIONES PERSONALES..
El modulo de sonido está formado por dos integrados, el TBA120 y el integrado de potencia TDA 2002. El
TBA120 es el encargado de demodular la señal procedente de FI y de controlar el volumen mediante tensión.
El TDA 2002 es el encargado de suministrar a los altavoces la potencia necesaria para su correcto
funcionamiento.
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