Este artigo é uma continuação da série de artigos anteriores que trata de reparação de televisores analógicos antigos. Ele faz parte do livro Curso de TV e Vídeo que publicamos nos anos 80 visando os televisores analógicos e monitores de vídeo da época. O artigo tem interesse prático para os leitores que desejam reparar ou recuperar equipamentos antigos. Mais sobre o assunto pode ser obtido nesta seção e no livro disponível para download.
Continuamos com nossa série de artigos sobre TV analógica analisando algumas outras etapas do televisor que são igualmente importantes, se bem que em alguns circuitos mais simples possam até, não existir.
Dentre estas etapas destacamos o controle automático de frequência (CAF), o controle automático de brilho e o controle automático de ganho. Veremos também como funcionam as fontes de alimentação dos televisores, que devem gerar diversas tensões a partir da alimentação da mie de energia a de baixas tensões continuas, corno ocorre com aparelhos de uso portátil.
O CONTROLE AUTOMÁTICO DE FREQUÊNCIA
Conforme estudamos nas lições anteriores, os sinais que fazem a varredura da tela devem estar em perfeito sincronismo com a estação transmissora. Vimos que quando o sinal sai de sincronismo diversos problemas podem ocorrer, como no caso do sincronismo horizontal, que resulta num "entortamento" da imagem, conforme mostra a figura 1.
O CAF, ou Controle Automático de Frequência, usado no sincronismo horizontal tem por finalidade fazer com que a frequência do sincronismo horizontal se mantenha de acordo com a dos sinais emitidos pela estão.
Na lição anterior vimos que o oscilador usado na varredura horizontal é gatilhado, ou controlado, por um sistema que impede que ele "escape" da frequência que deve gerar. Nesta lição estudaremos corno isso é feito pelo CAF. Na figura 2 temos um diagrama em blocos que mostra a localização do CAF num televisor.
Conforme podemos ver pelo diagrama, o CAF fornece em sua saída uma tensão que depende tanto dos pulsos de sincronismo horizontal como dos pulsos que são gerados pelo próprio oscilador horizontal do televisor. O circuito compara as frequências destes pulsos e gera uma tensão de correção em sua função.
Se as frequências coincidirem, a tensão gerada é a de referência e nada acontece. No entanto, se as frequências forem diferentes a tensão gerada pode ser maior ou menor que a referência, provocando assim uma alteração no sentido desejado do oscilador horizontal.
Por exemplo, se o oscilador horizontal estiver tendendo a gerar um sinal de frequência mais alto do que a que chega da estação, a tensão gerada pelo CAF tende a diminuir sua frequência.
Como é obtida a tensão de correção?
Na figura 3 temos um circuito típico de CAF em que temos tanto a entrada dos pulsos retangulares do sincronismo horizontal como também dos pulsos sem forma definida do flyback.
Conforme podemos ver, existe uma rede integradora que "aplaina” as duas tensões que são somadas, considerando-se sua frequência e também fase. Desta forma, na saída desta rede integradora temos uma tensão que vai depender justamente do instante em que os pulsos das duas entradas chegarem. Este circuito é denominado assimétrico, em contrapartida ao circuito da figura 4, que é denominado simétrico.
Neste circuito também temos a integração dos pulsos, mas podemos tê-la nos dois sentidos de circulação da corrente, dada a existência de dois diodos. Com isso, a tensão gerada na saída de controle também pode assumir valores negativos.
Veja que no primeiro caso temos um sinal de controle que é positivo sempre, oscilando em tomo de um valor de referência positivo; no segundo caso, temos uma tensão nula de referência com oscilações da saída tanto no sentido positivo como negativo, para a correção da frequência.
CONTROLE AUTOMÁTICO DE BRILHO
Outro circuito interessante que encontramos em alguns televisores é o que faz o- controle automático de brilho. O que ocorre é que em condições de maior iluminação ambiente precisamos de maior brilho para a tela, ou uma corrente de feixe de elétrons mais intensa.
Quando vemos um programa em ambiente pouco iluminado, a tela não precisa (e não deve) estar com toda sua luminosidade. Nos aparelhos mais simples, o ajuste do brilho (luminosidade) é feito por meio de um controle externo.
Este controle é encontrado na etapa amplificadora de vídeo, determinando a corrente que circula pelo catodo do cinescópio, de acordo com a amplitude do sinal. Para termos um controle automático desta corrente, uma maneira simples consiste na ligação de LDR, conforme mostra a figura 5.
Quando a luminosidade ambiente aumenta, exigindo que a corrente no circuito seja maior, ou seja, o brilho da tela, a resistência do LDR diminui, obtemos então uma variação da luminosidade em tomo do pré-ajustado pelo controle já existente, alterando o divisor formado pelo potenciômetro e seu cursor.
FONTES DE ALIMENTAÇÃO
Os circuitos dos televisores e mesmo de outros equipamentos que operam com a reprodução de sinais de vídeo como monitores de computadores, precisam de tensões de diversos valores para poderem operar, e estas tensão não são as que normalmente obtemos numa tomada da rede de energia. Assim, um bloco muito importante do circuito de um televisor ou monitor é a fonte de alimentação. Na verdade, podemos dizer que o televisor comum ou monitor de vídeo possui duas fontes de alimentação, uma das quais já foi estudada neste curso.
Conforme mostra a figura 6, temos uma fonte que converte os 110 V ou 220 V de tensão alternada da rede de energia nas tensões menores que o circuito precisa para funcionar.
Uma segunda fonte, que tem por base o flyback, gera outras tensões, incluindo a MAT (Muito Alta Tensão) que polariza o anodo do cinescópio e que chega a algumas dezenas de milhares, de volts. Em suma, as fontes do televisor devem gerar tensões que vão de alguns volts até dezenas de milhares de volts.
Dependendo do estágio que está sendo alimentado, a fonte pode ou não ser estabilizada. Devemos ainda observar que o transformador de isolamento nem sempre é usado nos televisores, já que se trata de componente caro e pesado.
A finalidade deste transformador, conforme mostra o circuito da figura 7, é isolar o circuito ali mentado da rede de energia, tornando-o assim mais seguro.
Veja que num transformador o enrolamento primário é isolado do secundário que alimenta o circuito, o que quer dizer que os diversos pontos do aparelho não estão conectados à rede e, mesmo estando submetidos a potenciais elevados, não causam choques em quem neles tocar.
Para haver choque é preciso existir percurso para a corrente, conforme mostra a figura 8.
Assim, num circuito que tenha o transformador de isolamento, temos na verdade um polo só. Este fato dá certa segurança ao técnico, que pode trabalhar mais tranquilamente no aparelho. Na verdade, para a oficina recomenda-se sempre que o televisor em reparo não seja ligado numa tomada diretamente, mas sim num transformador, conforme mostra a figura 9.
O transformador deve ter potência de acordo com o aparelho alimentado (normalmente entre 150 a 300 W) e relação de espiras de 1 para 1 (1:1), o que significa que temos a mesma tensão na entrada e na saída. Para facilitar o estudo dos blocos de alimentação, vamos dividi-lo em setores, conforme mostra a figura 10.
No primeiro bloco temos o redutor ou elevador de tensão, que normalmente é um transformador, mas que pode estar ausente de muitos projetos. No caso da ausência, as tensões podem ser alteradas para os valores desejados por outros recursos que veremos ainda nesta lição.
No segundo bloco temos o setor de retificação e filtragem, onde a tensão alternada é convertida em contínua. Finalmente, no terceiro bloco temos o setor de regulagem, que pode admitir as mais diversas configurações e onde normalmente temos a determinação do valor da tensão contínua que cada etapa do aparelho precisa para sua alimentação.
Nosso estudo começa no primeiro bloco, que, conforme vimos, pode ou não ter um transformador. Se for usado transformador, normalmente ele tem um ou dois enrolamentos, que fornecem duas tensões principais, as quais poderão ser posteriormente alteradas para as exigências do aparelho.
Nos equipamentos valvulados normalmente temos uma alta tensão para os circuitos de anodo, que pode variar entre 200 V e 400 V, e uma baixa tensão que serve para alimentar os filamentos das válvulas, conforme mostra a figura 11.
Os filamentos precisam de tensões normalmente de 6 V ou 12 V para que as válvulas sejam aquecidas. Nestas fontes, todas as válvulas são alimentadas em paralelo, exceto a amortecedora (damper) e a retificadora de alta tensão, cujos filamentos são alimentados pelo flyback.
Para os televisores e monitores de vídeo com transistores ou circuitos integrados, as tensões podem ser escalonadas em valores entre 6 V e 110 V.
No caso da alimentação direta, o transformador não é usado, indo a corrente diretamente para o circuito retificador e de filtragem, sem se esquecer do sistema de proteção, que consiste num fusível, conforme mostra a figura 12.
Existem ainda circuitos que têm a alimentação de tensões mais altas obtidas a partir da rede sem o uso de transformador, mas utilizando um transformador pequeno para tensões mais baixas, conforme mostra a figura 13.
A retificação pode ser feita segundo uma das duas formas mais tradicionais. A primeira é mostrada na fonte sem transformador de um televisor transistorizado preto e branco, e usa, apenas um diodo como retificador de meia onda. Esta fonte está na figura 14.
Como nesta modalidade de retificação temos um elevado nível de ripple, a filtragem precisa ser muito bem-feita, o que nos leva à utilização de um filtro II com dois capacitores e um indutor no primeiro setor. No segundo setor repete-se o II com mais um resistor e um capacitor, chegando-se então a três tensões diferentes que são usadas nas diversas etapas do televisor.
Outra configuração bastante usada é a ponte retificadora com quatro diodos, que aparece na fonte da figura 15. Neste circuito, dois diodos conduzem nos semiciclos positivos e os outros dois diodos conduzem nos semiciclos negativos. Desta forma obtém-se maior rendimento e menor nível de variação da tensão, o que facilita a filtragem (podem ser usados filtros mais simples).
Se o televisor usar transformador, numa mesma fonte podemos encontrar as duas modalidades de retificação, dependendo do valor da tensão desejada, como mostra a figura 16.
Temos então setores que são alimentados com a retificação por onda completa e setores alimentados por retificação simples, com apenas um diodo.
Neste ponto devemos observar que se o único diodo retificador tiver algum problema, a fonte deixa totalmente de operar. Se ele entrar em curto, provavelmente o fusível vai abrir e não teremos a circulação de corrente.
No caso das fontes de onda completa pode ocorrer que a fonte tenha apenas um ou dois diodos com problemas, normalmente abertos, caso em que a tensão será alterada, mas ainda assim haverá uma certa alimentação. Em todos os circuitos indicados é preciso prever a possibilidade de fazer o televisor operar tanto com 110 V (1 17 V) como 220 V.
Após a filtragem, chegamos aos estágios que devem estabilizar a tensão em determinados valores, e para isso existem diversas possiblidades. O caso mais comum é justamente quando a tensão não é tão crítica o que acontece em televisores mais simples, onde não há necessidade de estabilização, como no caso da fonte da figura 14.
Sem regulagem, a tensão já é usada para alimentar as etapas do televisor. Entretanto, este tipo de aparelho toma-se sensível às variações de tensão da rede. Basta uma pequena queda na tensão da rede e teremos problemas típicos, como a diminuição do quadro, mostrado na figura 17, ou até problemas mais graves, como a perda de brilho e sincronismo.
A maioria dos televisores modernos, entretanto, alimenta os circuitos mais sensíveis com tensões estabilizadas. Estes circuitos podem manifestar alterações de no máximo 1 % ou 2 % na tensão de sua saída, mesmo com uma variação de tensão de 20 % ou 30 % na sua entrada. Na verdade, existem até os circuitos que admitem tal tolerância na sua operação e que podem funcionar indistintamente em tensão de 80 V a 150 V sem problemas.
Nas versões mais modernas existem os circuitos comutadores automáticos, que eliminam a necessidade da chave seletora de tensões e, com ela, preocupação de ligar o aparelho numa tornada de 110 V ou 220 V, pois ele faz a comutação automática. A maioria dos circuitos estabilizadores de tensão de fontes nos televisores tem por base diodos zener, e sua configuração é a de estabilizador tipo série.
Neste circuito, o diodo zener fixa a tensão de referência. Como se trata de componente de baixa potência, o controle da corrente é feito por meio de transistores. Podem então ser usados dois ou três transistores para fazer o controle final da corrente que vai circular pela carga.
Observe que, independentemente da tensão de saída, no diodo zener encontramos sempre uma tensão fixa: a tensão zener. Além disso, em cada transistor temos uma queda de 0,6 V entre base e emissor. Assim, se um diodo zener fixa em 188 V a tensão na base de um transistor, por exemplo, no seu emissor o valor encontrado é um pouco menor, ou seja, 187, 4 V.
O conhecimento deste fato é importante para que o técnico faça o diagnóstico deste tipo de circuito. Outro regulador série usado em televisores é mostrado na figura 18, e se diferencia do primeiro por ter um trimpot de ajuste. Através desse trimpot é ajustada a tensão de saída para o valor desejado.
Observe que nos televisores as diversas tensões são designadas por letras e números como U1, U2, U3 ou ainda B1, B2, B3 etc., conforme as etapas que devem alimentar. Um componente importante que encontram* nos circuitos de fontes de alimentação de televisores, monitores de vídeo e outros aparelhos da mesma família é o "fusistor".
O fusistor nada mais é do que um resistor de fio de afta potência, normalmente entre 2 W e 20 W, que é montado num suporte especial, conforme mostra a figura 19.
Se por algum motivo a corrente no circuito aumentar até um valor perigoso, quer seja em função de falha do circuito ou mesmo um curto-circuito em algum ponto, o fusistor aquece e a solda de seus terminais derrete.
Como ele é preso numa espécie de mola, tão logo a solda derreta o componente é desconectado do circuito, (interrompendo) a corrente. Em suma, ele funciona como um fusível, mas que pode ser reaproveitado. Uma vez que o problema causador da interrupção de corrente tenha sido sanado, o fusistor poderá ser ressoldado no seu suporte.
O setor de deflexão horizontal dos televisores normalmente trabalha com as tensões mais altas que a fonte fornece. O valor típico está entre 100 V e 180 V, daí serem usados componentes de potência de características especiais. Um dos transistores mais comuns neste tipo de fonte é o 2N3055. Este transistor, de alta potência, para uma tensão superior a 100 V, deve ser montado num bom radiador de calor.
Um problema deste tipo de regulador em série com transistor é que ele funciona como, um resistor variável. Isso significa que o transistor se comporta como uma resistência que “muda" de valor conforme a carga exija mais ou menos corrente, de modo a manter a tensão fixa em seus terminais, conforme sugere a figura 20.
Num regulador deste tipo, temos sempre uma grande corrente circulando por um componente (o transistor) que apresenta uma boa resistência O resultado é uma grande dissipação de potência. Uma fonte deste tipo perde boa parle da energia na forma de calor, com um rendimento que não podo ser considerado satisfatório.
Nos aparelhos mais modernos, este tipo de fonte está sendo substituído por outra modalidade de circuito, que é o que se denomina de fonte chaveada ou fonte comutada. Nestas fontes, em lugar do transistor comum podemos encontrar dois novos componentes, que são o SCR (diodo controlado de silício) e o FET de 'potência, cujos símbolos são dados na figura 21.
Esta fonte funciona da seguinte forma: em lugar de termos um componente com condução parcial, o que fazemos é ligar e desligar rapidamente o SCR, um FET de potência ou mesmo um transistor comum, de modo que ele tenha apenas dois estados possíveis.
Quando ele conduz totalmente, sua resistência é muito baixa e ele praticamente não dissipa potência. Quando ele não conduz, não há também dissipação. Desta forma, trabalhando com pulsos, o componente dissipa um mínimo de potência com maior rendimento para a fonte.
Para obter a tensão desejada, o que se faz é alterar a largura dos pulsos produzidos, conforme a referência dada por um circuito de realimentação, o que é mostrado na figura 22.
Quando a tensão na carga tende a cair, porque ela exige mais corrente, o circuito sente isso e aumenta a largura dos pulsos, aumentando assim a tensão de saída. O rendimento deste tipo de fonte toma-a ideal para aparelhos de alto consumo e que precisam ter fontes compactas como, por exemplo, computadores, videocassetes, monitores de vídeo, televisores etc.
Na figura 23 temos 'o diagrama completo de uma fonte deste tipo. As proteções destas fontes normalmente são fusíveis e fusistores, já que elas estão sujeitas a sobrecargas quando os circuitos alimentados sofrem algum problema que provoque um excesso de corrente (curto-circuito).
Por este motivo, o primeiro procedimento que todo o técnico deve ter diante de equipamento inoperante é examinar se as fontes estão fornecendo as tensões esperadas. E, uma vez que não estejam, por motivo de problemas, antes de sanar estes problemas, deve ser verificada a anisa, que pode estar justamente no setor alimentado.
Como uma fonte tem diversos setores, para o técnico fica relativamente fácil, uma vez constatado o problema, isolar as etapas que podem ter problemas, conforme mostra a figura 24.
Assim, se a saída horizontal apresenta problemas, com a queima de algum componente no seu setor e no de sua fonte, provavelmente o som e o vídeo permanecerão normais. Conforme vimos, existem tensões que são obtidas de forma secundária a partir do enrolamento do flyback. Uma delas, conforme mostra a figura 25, é a tensão para alimentação do cinescópio, que chega a algumas dezenas de milhares de volts (MAT).
No entanto, também encontramos tensões menores, como por exemplo de 24 V, em alguns televisores, para alimentação de etapas. Neste ponto, novamente alertamos os leitores para ter sempre em mãos o diagrama do aparelho que está sendo reparado.
Conforme vimos, as maneiras como as tensões são obtidas e de onde são obtidas podem variar, o que significa que os sintomas que os aparelhos apresentam para um mesmo tipo de defeito podem diferir levemente em função disso. Somente com a análise do circuito podemos saber quais blocos são alimentados por determinado setor, e, portanto, o que ocorre com o funcionamento se este setor apresentar problemas.
