Este artigo é originalmente do livro Curso de TV e Vídeo que publicamos nos anos 80 visando os televisores analógicos 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.
Neste artigo analisaremos as etapas de um televisor comum em branco/preto, passando agora ao setor que processa os sinais de vídeo, especificamente o detector de vídeo e o amplificador.
Estas etapas extraem do sinal de FI a informação que corresponde a imagem, e depois de uma amplificação a jogam no cinescópio para a reprodução. Veremos também que neste ponto do circuito deve existir um meio de reconhecer os sinais de sincronismo, o que será feito por meio de etapas apropriadas que serão estudadas na próxima lição. Veremos também nesta lição algumas das configurações típicas usadas para estes circuitos, permitindo assim que o futuro técnico saiba analisar os aparelhos com problemas na busca de defeitos.
a) Detector de Vídeo
A finalidade do detector de vídeo é extrair do sinal de FI a informação que corresponde aos pontos de claros e escuros da imagem. Isso significa que durante a varredura, o sinal de vídeo é que fornece a informação de que brilho deve ter cada ponto, ou seja, se vai ser mais claro ou escuro. Conforme sugere a figura 1, à medida que o ponto luminoso varre a tela, o sinal de vídeo “modula” em amplitude o feixe de elétrons de modo que
Nos televisores antigos (valvulados) a detecção é feita por meio de uma válvula, e para isso temos não só o uso da válvula diodo como eventualmente de um tríodo. Neste caso a detecção é feita pela grade, de modo que a válvula, ao mesmo tempo em que detecta o sinal também o amplifica. Em circuitos transistorizados também é possível fazer isso; neste caso, a detecção é feita pela base do transistor, de modo que neste processo o transistor também amplifica o sinal detectado conforme sugere a figura 2.
Nesta etapa também é necessário em alguns casos "levantar” a respostas para altas frequências, de modo que a imagem não perca a definição. Para isso podem ser acrescentados circuitos compensadores, que corrigem a resposta do circuito, aumentando a intensidade dos sinais de frequências mais elevadas.
Conforme vimos na lição anterior, nesta etapa é feita também a separação do sinal de áudio, por meio de "armadilhas" ou circuitos sintonizados apropriados. Na figura 3 temos um circuito mais completo de um detector de vídeo, incorporando a armadilha, para eliminação da componente da FI de áudio (que foi desviada para a etapa correspondente) além dos filtros que separam a informação sonora.
Veja que é muito impor tanque os dois sinais, áudio e vídeo sejam totalmente separadas. Um vestígio do sinal de áudio no sinal de vídeo, por exemplo, pode causar interferências que vão se traduzir em problemas de imagem; como por exemplo as chamadas "barras de som" mostradas na figura abaixo.
b) O AMPLIFICADOR DE VIDEO
O sinal obtido do detector de vídeo consiste então numa tensão variável, que traduz durante a varredura do feixe de elétrons os níveis de brilho que o ponto luminoso deve ter.
Evidentemente, a intensidade do sinal obtido na saída do detector, é insuficiente para se controlar o feixe de elétrons no TRC. Para o controle deste feixe temos um novo bloco a ser estudado, e que está presente em todos os televisores, que é o amplificador de vídeo. É preciso notar que este bloco também aparece nos monitores de computadores já que as imagens obtidas nestes equipamentos são geradas segundo o mesmo princípio.
O amplificador de vídeo deve ter características especiais para a função: deve ser linear dentro da faixa que vai de O até 4 MHz já que nesta faixa temos todos os detalhes da imagem a ser reproduzida, e deve ter um número de estágios suficiente para proporcionar a potência necessária ao controle do feixe de elétrons. Esta etapa controla dois elementos do cinescópio, conforme mostra o circuito típico da figura abaixo.
Controlando-se a corrente do catodo do cinescópio, podemos controlar diretamente as variações de intensidade do feixe de elétrons emitidos, ou seja, produzir uma emissão que depende do sinal de vídeo. Por outro lado, controlando o feixe total por meio de uma grade (grade de controle), estabelecemos a intensidade média do feixe e com isso o brilho total da imagem.
O sinal de vídeo que vem do bloco detector corresponde a variações de tensão referentes à luminosidade do ponto que deve ser reproduzido, e, portanto, a intensidade do feixe de elétrons irradiados pelo catodo. Quando o catodo vai ao potencial mínimo (negativo), a emissão de elétrons é máxima e com isso o ponto luminoso produzido é mais claro. Quando a tensão no catodo se torna suficientemente positiva para cortar a emissão, não há feixe de elétrons e temos a reprodução de um ponto preto.
Na configuração analisada, o sinal que vem do detector de vídeo, já corresponde somente as variações de tensão dos pontos claros e escuros que devem ser reproduzidos. Temos então um transistor amplificador de potência que trabalha no seu coletor com uma tensão elevada. Este transistor está na configuração de emissor comum e no seu coleto ligado o catodo do cinescópio. Quando o transistor se encontra no corte (sem conduzir) o que deve ocorrer com os pontos escuros, a tensão do coletor é praticamente a positiva de alimentação, que então será aplicada ao catodo do cinescópio. Nestas condições- não há emissão do feixe de elétrons.
Por outro lado, na reprodução de um ponto claro, o transistor vai a saturação (conduz), fazendo com que o potencial de seu coletor caia praticamente a zero. Nestas condições, o catodo emite um feixe de elétrons e temos a reprodução na tela do ponto claro. Veja que neste circuito o transistor "inverte a fase" do sinal de vídeo, o que deve ser previsto no processo de detecção. Em alguns aparelhos, em que temos diversos transistores na etapa de amplificação de vídeo, podem ocorrer inversões sucessivas do sinal de vídeo, até sua aplicação no cinescópio.
Neste circuito ternos que notar ainda a presença do controle de brilho, que consiste num potenciômetro ligado como divisor de tensão. Quando o cursor do potenciômetro se encontra do lado positivo da alimentação, a grade de controle do cinescópio se toma mais positiva, e com isso os elétrons emitidos pelo catodo são atraídos passando com maior facilidade. Temos o máximo brilho.
Por outro lado, quando do lado negativo, ocorre a repulsão do feixe de elétrons e com isso o brilho é reduzido. O outro controle encontrado nesta etapa é o de contraste, que consiste num potenciômetro que dosa a aplicação do sinal de vídeo ao circuito amplificador. Seu funcionamento é similar ao de um controle de volume.
Conforme mostra a figura abaixo este circuito determina a diferença entre o nível mais claro é o mais escuro dos pontos, que devem ser reproduzidos. Um problema importante a ser considerado num projeto de amplificador de vídeo é a distorção de fase. Nos amplificadores de áudio, este tipo de distorção é muito importante, pois não é percebida facilmente pelos ouvidos. No entanto, numa informação correspondente à imagem, esta distorção pode trazer problemas de qualidade.
O que ocorre, é que os sinais de frequências mais altas podem demorar mais tempo para passar pelo circuito (devido as indutâncias e capacitâncias) do que os sinais de frequências menores. Ora, como os sinais de frequências mais elevadas correspondem aos pormenores da imagem, eles podem ficar deslocados e se sobrepor a pontos maiores da imagem, produzindo assim uma imagem borrada.
Para um "traço" de 0,56 mm que será o máximo da definição de um televisor, temos uma frequência associada de 4 MHz. Para um traço de 18 mm a frequência associada será bem mais baixa, da ordem de 1,24 MHz e para 1,8 cm apenas 124 kHz. É fácil perceber que se o sinal de 4 MHz "chegar" depois dos sinais de 124 kHz na saída do amplificador de vídeo, pode haver sua superposição, conforme mostra a figura abaixo.
Uma maneira de se obter um tempo por igual para o tratamento dos sinais pelo amplificador de vídeo, de modo a não haver uma distorção de fase, consiste em retardar a passagem dos sinais de frequências mais baixas, utilizando-se para isso uma “linha de retardo", ou seja, um circuito que retarde a passagem dos sinais de certas faixas de frequências. Para os televisores modernos não só deixamos de ter muitos transistores neste tipo de etapa, como também podemos encontrar no mesmo componente outras funções associadas como, por exemplo, o próprio detector, além do separador de sincronismo, que será estudado oportunamente.
Na figura abaixo temos um circuito típico de um amplificador de vídeo, com apenas um circuito integrado projetado especialmente para esta finalidade. Este circuito integrado já contém a etapa de saída de vídeo de maior potência, sendo por isso dotado de invólucro que possibilita sua montagem num radiador de calor.
Lembramos que as tensões usadas nesta etapa, principalmente na saída são elevadas, chegando a uma centena de volts.
Nas saídas destas etapas, quando são usados transistores, eles são do tipo de média e alta potência para altas tensões, como o BF422 e que possuem ganhos suficientemente altos, assim como frequências de corte, que permitem trabalhar com os sinais para o cinescópio. O aluno já deve ter percebido que nestas etapas, as frequências máximas dos sinais encontrados são da ordem de 4 MHz, e as formas de onda correspondem a um sinal de vídeo tanto direto como invertido, conforme mostra a figura abaixo, conforme o tipo de excitação feita.
Na análise de um circuito deste tipo, o técnico deverá tanto se preocupar com a presença do sinal, como também caril as tensões nos componentes principais.
Falhas de amplificação vão se traduzir em imagens sem contraste e problemas de polarização ou de acoplamento, que ocorrem com capacitores e resistores, podem se traduzir em alterações de brilho e imagens borradas.
Evidentemente a falta do sinal de vídeo no cinescópio, vai se traduzir em tela clara ou escura, conforme o caso, mas sem a presença da imagem.
c) O CAG
As variações da intensidade do sinal recebido da estação por um televisor podem causar diversos tipos de problemas que influem principalmente na qualidade de imagem. As etapas amplificadoras de vídeo, precisam de um sinal com uma intensidade determinada e que não pode ter muitas variações, para se obter no cinescópio uma imagem de qualidade. Isso significa que variações no sinal captado, se muito grandes vão refletir justamente sobre a operação do amplificador de vídeo, e com isso na qualidade da imagem.
Se, por exemplo, o sinal recebido sofrer uma redução para um valor menor que o mínimo exigido para a excitação do amplificador de vídeo, a amplitude deste sinal é reduzida e com isso temos uma partia de contraste, conforme mostra a figura abaixo.
Se bem que isso possa ser compensado no potenciômetro que controla o contraste, se as variações ocorrerem de modo rápido, por exemplo, em função de variações naturais de propagação, para uma estação muito distante de nossa casa, permanecer com a mão no controle constantemente é inviável. Para compensar estes casos de imagens “fracas", é muito melhor termos algum recurso automático, e ele é justamente o CAG ou Controle Automático de Ganho. Para as estações próximas e fortes, a intensidade do sinal é suficiente para permitir uma boa excitação dos circuitos em todos os canais.
No entanto, também temos o problema de uma estação forte demais capaz de ''saturar" os circuitos, causando distorções conforme mostra a figura abaixo. Com um' sinal muito forte a imagem se torna carregada, com excesso de contraste, que precisa ser reduzido atuando-se sobre o controle apropriado.
O CAG sente as variações do sinal recebido e ajusta automaticamente à amplificação, tanto dos circuitos do seletor de canais (sintonizador) como as etapas de FI. Nos canais mais fracos, o CAG atua no sentido de aumentar o ganho, enquanto que nos canais mais fortes, de modo a se evitar a saturação, ele atua no sentido de reduzir o ganho. Conforme sugere a figura abaixo, a atuação do CAG é muito maior no controle do ganho das etapas de FI, do que das etapas de amplificação do seletor, de modo a se obter um comportamento total numa faixa muito ampla.
Para entender como funciona o CAG, partimos do diagrama de blocos da figura abaixo.
Neste circuito, o sinal de vídeo é retirado de uma das etapas de amplificação, e levado a um filtro passa baixas que é capaz de separar apenas as variações suaves de intensidade. Isso é necessário, pois as variações rápidas que correspondem aos pontos de claros e escuros da imagem, são naturais e não precisam (nem devem) ser compensadas.
Em alguns circuitos, em lugar de se operar com o sinal de vídeo para esta finalidade, pode-se tomar como referência a amplitude dos pulsos de sincronismo, já que ela, diferentemente do sinal de vídeo que é modulado em amplitude, tem uma intensidade constante.
A tensão obtida depois do filtro é então proporcional à intensidade do sinal. Esta tensão é comparada com uma referência e conforme seu valor, ela vai servir para aumentar ou diminuir o ganho das etapas de amplificação. Temos então duas tensões na saída do CAG: uma delas é levada ao seletor de canais, determinando o seu ganho na amplificação dos sinais de RF do próprio canal. A outra vai as etapas de FI determinando o ganho na frequência intermediária.
Um circuito completo de Controle Automático de Ganho usado em televisores transistorizados é mostrado na figura abaixo.
Este circuito aproveita o sinal da primeira etapa amplificadora de vídeo, retirando-a do coletor do transistor BC558. Após a retificação este sinal passa pelo filtro passa-baixas e é levado a base de um transistor BC548, que produz então a tensão de controle para os blocos amplificadores de FI.
Uma nova amplificação é proporcionada por um transistor BC558, para reproduzir a tensão que atua sobre o seletor de canais. Em alguns televisores encontramos o CAG chaveado, em que uma derivação do flyback aproveita os pulsos de sincronismo, para se obter a tensão de realimentação que controla os ganhos das etapas de amplificação.
Na figura abaixo temos um circuito deste tipo. Observe que o flyback fornece a tensão chaveada para o circuito do controle automático de ganho.
