MANTENIMIENTO Y REPARACION DE
REPRODUCTORES
DE COMPACT DISC
MANTENIMIENTO Y REPARACION DE
REPRODUCTORES
DE COMPACT DISC
Ajustes de servomecanismos con y sin osciloscopio
Análisis funcional de los reproductores de CD
Sustitución y recuperación del lector óptico
Mecanismos de selección de discos
Rep. Argentina - $12
G
uía general para
el mantenimiento
B
úsqueda y
solución de fallas
M
ontajes de
instrumentos para
SSAABBEERR
EELLEECCTTRROONNIICCAA
EDICION ARGENTINAMANTENIMIENTO Y REP
ARACION DE REPRODUCTORES DE COMP
Preparado por el
Centro Japonés de
Información Electrónica
Editado por:
Editorial Quark S.R.L.
Herrera 761 (1295) Buenos Aires - ArgentinaDirector: Horacio D. Vallejo Producción: Pablo M. Dodero
Impresión: Imprenta Rosgal - Montevideo - Uruguay - Marzo del 2000 Queda hecho el depósito que previene la ley 11723
Distribución en Capital:
Distribuidora Cancellaro e Hijo SH, Gutemberg 3258, Buenos Aires Distribución en el interior:
Distribuidora Bertrán S.A.C.,Av. Vélez Sarsfield 1950, Buenos Aires
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conte-nido en esta publicación, así como la industrialización y/o comercialización de los circuitos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante
autorización por escrito de la editorial.
MANTENIMIENTO Y REPARACION DE
REPRODUCTORES
DE COMPACT DISC
Mantenimiento y Reparación Mantenimiento y Reparación de Reproductores de Compact de Reproductores de Compact D i s cD i s c . Del Original: “Servicio a
Reproductores de Compact Disc”
preparado por el Centro Japonés de Información Electrónica, editor de la publicación:
Fundador
Profr. Francisco Orozco González
Dirección editorial
Lic. Felipe Orozco Cuautle ([email protected])
Dirección técnica
Profr. J. Luis Orozco Cuautle ([email protected])
Administración
Lic. Javier Orozco Cuautle ([email protected])
Relaciones internacionales
Atsuo Kitaura Kato ([email protected])
Autor de este texto:
Ing. Leopoldo Parra Reynada en colaboración con Prof. Armando Mata Dominguez
El original es una edición especial de la revista Elec-trónica y Servicio, Revista Mensual. Editor Respon-sable: Felipe Orozco Cuautle. Número Certificado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de Dere-chos de Autor 04-1999-041417392100-102. Número de Certificado de Licitud de Título: En trámite. Nú-mero de Certificado de Licitud en Contenido: En trá-mite. Domicilio de la Publicación: Norte 2 #4, Col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México. Impresión: Impresos Publicitarios Mogue-/José Luis Guerra Solís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec, Estado de México. Distribu-ción: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V. Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, México D.F. y Centro Japonés de Información Electrónica, S.A. de C.V. Norte 2 # 4, col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México.
Indice
CAPITULO 1
FUNCIONAMIENTO DE UN REPRODUCTOR DE COMPACT DISC
Un poco de historia ...7
Generalidades sobre la recuperación de señal de un CD ...8
Características físicas del CD...9
Cómo se almacena la información en el CD...10
El método NRZ ...12 Modulación EFM...13 El recuperador óptico ...15 El formato de datos en el CD ...17 El sistema de servomecanismos...19 Servomecanismos principales...19
Señales que controlan a los servomecanismos...20
Servomecanismos auxiliares ...23
CAPITULO 2 CONSIDERACIONES SOBRE LA REPARACION DE UN REPRODUCTOR DE DISCOS COMPACTOS Particularidades del service ...25
Equipo y materiales recomendados...27
Herramientas electrónicas diversas...27
Discos de prueba ...28
Procedimiento para la reparación...30
Metodología de los diagramas de flujo ...30
Localización de fallas ...32
Diagrama de flujo general...32
Fuente de poder...33
Etapa del sistema de control...33
Sistema mecánico ...34
Amplificador de RF y servomecanismos...35
Proceso digital y convertidor D/A...35
Etapa de audio...36
Revisión general final...37
Observaciones ...38
CAPITULO 3 MANTENIMIENTO Y SERVICE DEL LECTOR OPTICO Cuándo descartar definitivamente el lector como fuente del problema...39
Cuándo sospechar del lector ...39
A) Verificación ocular de la funcion focus search y de la emisión del láser ...40
B) Búsqueda de la señal FOK ...41
C) Lectura de la TOC ...43
Al rescate del lector óptico...45
Método 1: limpieza profunda de la lente de enfoque...45
Método 2: limpieza interna del lector óptico ...46
Método 3: ligero ajuste a la potencia del láser ...47
Método 4: cambio del filtro de voltaje asociado ...49
Cuándo cambiar el lector óptico...50
Cómo se cambia el lector óptico...52
CAPITULO 4 MECANISMOS DE SELECCION DE DISCOS Movimientos básicos para la entrada y captura de los discos ...55
Colocación del disco...56
Sistema de seguridad en la tapa...57
Posición del recuperador óptico...58
Sistema mecánico de disco sencillo ...58
Mecanismo de bandeja de disco...59
Fijación del disco en el plato clamping ...60
Sistema mecánico de tres discos tipo carrusel...62
Mecanismo 4ZG-1Z de Aiwa ...63
Funcionamiento del módulo reproductor de CDs ...64
Funcionamiento del sistema detector de posición ...65
Sistema mecánico tipo magazine...68
Movimiento de introducción del CD a la unidad del panel frontal...69
Movimiento de EJECT de la unidad del panel frontal...72
Movimiento de carga de la unidad contenedora...73
Captura del disco ...76
Sistema mecánico multi-disco con entrada única ...76
Reproductores de múltiples discos ...76
Circuito de control ...78
Operación paso a paso desde el encendido ...79
Expulsión de bandeja...80
Introducción de bandeja ...81
Sistema mecánico de más de 25 discos...81
Una sinfonola en casa ...82
El reproductor de CDs Pioneer CF-D906 ...83
1. Introducción y expulsión del disco del ensamble lector ...84
2. Control de giro del carrusel ...85
3. Otros detalles...85
Sistema mecánico KSM de reproductores de CDs Aiwa ...87
Descripción general y procedimiento para sincronizarlo correctamente...87
Fallas más comunes...90
CAPITULO 5 AJUSTES EN REPRODUCTORES DE COMPACT DISC Pasos previos al ajuste y verificación de la función Focus Search...91
¿Qué ajustes trataremos? ...91
Reproductores de la 1ª generación ...92
Reproductores de la 2ª generación ...92
Reproductores de la 3ª generación ...92
Reproductores de la 4ª generación ...92
Antes de realizar los ajustes ...93
Cómo verificar el modo Focus Search...94
Qué se debe verificar del modo Focus Search...95
Ajustes de enfoque y la señal Focus OK...95
La señal FOK como punto de partida...97
Ajuste de la señal FOK ...97
Ajustes de seguimiento y la señal RF...98
¿Qué es la señal de RF? ...98
Ajustes de tracking ...99
Ajustes de TG y TO ...99
Ajuste de E-F BAL ...100
El ajuste de PLL o VCO...101
Característica de desajuste del PLL ...101
Procedimiento de ajuste del PLL...102
Comprobaciones finales...103
¿Qué hacer después de los ajustes?...103
CAPITULO 6 PROBADOR DE POTENCIA LASER PARA EL LECTOR OPTICO Introducción ...105
Circuito medidor de la potencia del haz láser...106
Diagrama del circuito ...106
Otras consideraciones...108
Conclusiones...109
CAPITULO 7 PUNTA DE PRUEBA PARA AJUSTE DE FOCO Y TRACKING Ajustes de Servomecanismos con y sin osciloscopio ...111
Identificación de ajustes...111
Ajustes con el instrumental recomendado...113
Revisiones a realizar...113
a) Ajuste de polarización de enfoque (focus bias) ...113
b) Ajuste de ganancia de tracking o seguimiento...114
c) Ajuste de ganancia de enfoque en modo PLAY ...114
d) Ajuste de balance E/F en modo PLAY ...114
Ajustes sin el instrumental recomendado ...115
1. Ajuste de polarización de enfoque (FB)...116
2. Ajustes dinámicos de servo...117
3. Ajuste de la ganancia de enfoque (FG)...117
4. Ajuste del VCO o PLL ...118
5. Ajuste de la ganancia de seguimiento (TG) ...118
6. Ajuste de EFBAL ...119
APENDICE: EL LASER Introducción ...121
La luz en la época de las luces ...121
Los planteamientos de Huygens ...122
Los planteamientos de Newton ...122
Einstein y el efecto fotoeléctrico ...123
Partículas elementales de la materia ...123
Absorción y Emisión ...124
Fuentes convencionales de luz ...125
Emisión inducida o estimulada...126
Prólogo
Como podrá advertir en el índice de esta edición especial de la revista Electrónica y Servicio, que se publica en Argentina con el aval de Saber Electrónica, los temas que se tratan tienen que ver directamente con la reparación de los reproductores de CD, exceptuando el primer capítulo, donde se hace una explicación breve de la operación general de estos aparatos, sobre todo pen-sando en que es necesario que el especialista tenga una base teó-rica mínima.
Adicionalmente, atendiendo a este criterio práctico, nos he-mos enfocado a las secciones en las que con mayor frecuencia se presentan casos de servicio; específicamente, la mayor parte del contenido de esta edición la conforman los siguientes temas:
• S
• Sustitución y rustitución y rescate del lector óptico (capítuloescate del lector óptico (capítulo III).
III).
• M
• Mecanismos de selección de discos (capítulo IV).ecanismos de selección de discos (capítulo IV). •Ajustes electrónicos (capítulo V).
•Ajustes electrónicos (capítulo V).
Sin embargo, con la intención de que el lector disponga de un método general de detección y corrección de averías en re-productores de CD, el capítulo II brinda una guía a manera de diagramas de flujo, en la que se consideran todas las secciones de estos aparatos.
Y tal vez como plato fuerte de la edición, los capítulos VI y VII están dedicados a la construcción de dos circuitos de gran utilidad en el servicio: un probador de potencia láser para el re-cuperador óptico y una punta de prueba detectora para medir señales de enfoque y seguimiento. En el capítulo VII, además, incluye una descripción de los ajustes en servomecanismos sin necesidad de utilizar el costoso instrumental normalmente re-querido para estos casos.
Por último, se describe el principio de funcionamiento del Láser, a modo de apéndice de esta edición.
Puede usted advertir que este libro no tiene un carácter de curso, sino que más bien se enfoca a temas seleccionados de im-portancia para la reparación. De hecho, si usted tiene interés en un material más completo en aquél sentido, puede consultar el
Curso Práctico de Reproductores de Compact Disc, Funciona-miento y Reparación, el cual incluye un volumen encuadernado en pasta dura, un CD de prueba y ajustes, cuatro videos y cua-tro guías para el servicio; esta obra es una edición de Cencua-tro Ja-ponés de Información Electrónica.
Por otra parte, cabe señalar que algunas partes de estos mate-riales constituyen una compilación adaptada y actualizada de di-versas publicaciones que con anterioridad hemos puesto en cir-culación; sin embargo, el hecho de poder disponer de esta selección de temas en una edición única, a la par de los materia-les inéditos, junto con los obsequios que complementan a la pu-blicación, hacen de ésta un medio de apoyo invaluable para quien se dedica al servicio de reproductores de CD.
Funcionamiento de un
Reproductor de Compact Disc
Un Poco de Historia
El disco compacto de audio no fue el primer sistema basado en un haz láser como medio de lectura de la información. Ya en 1980, después de varios años de investigación y desarrollo, la compañía holandesa Phi-lips había presentado al público consumidor el disco láser de video, co-mo un producto competidor de las cintas magnéticas, específicamente en el segmento de las películas pregrabadas; y es que el sistema de video óp-tico no admitía la grabación por el usuario, con las ventajas adicionales de una resistencia prácticamente infinita ante el uso (dado que no había contacto físico con el dispositivo recuperador) y una extraordinaria cali-dad de imagen.
Y aunque el disco láser de video no constituyó un éxito comercial, desde el punto de vista tecnológico representó un avance inusitado; la ra-zón es que replanteó por completo las bases del almacenamiento de la in-formación. Este factor estimuló a Philips a trabajar sobre un disco óptico exclusivamente para la grabación de audio, con el propósito de superar a los medios predominantes: el disco de acetato y la cinta magnética.
Como por entonces comenzaba el auge de las técnicas digitales, los ingenieros de esa compañía decidieron implementar estos nuevos recur-sos, ya que teóricamente resultaban mucho más ventajosos que los proce-dimientos analógicos (el videodisco láser no es digital). Sin embargo, en vista de que en aquellos días Philips no había logrado desarrollar un pro-cedimiento confiable para la digitalización y almacenamiento de infor-mación, solicitó la colaboración de la compañía japonesa Sony; para esa época, esta firma ya tenía una importante experiencia en dicho campo de la electrónica. De hecho, en algunos de sus primeros modelos de video-grabadoras Beta había incluido un conector especial para la grabación de audio-PCM (un codificador capaz de convertir la señal de audio analógi-ca a la forma digital, para ser grabada como si fuera una señal de TV) en cinta de video.
Las principales contribuciones de Sony en la definición del formato del CD, tuvieron que ver con:
1) el manejo digital de la señal de audio, sobre todo en lo referente a las protecciones contra pérdidas de información (el Código Reed-Solomon
Entre-Capítulo
lazado y Cruzado, CIRC), y
2) la inclusión de una memoria digital para compensar las diferencias
existentes en la velocidad de recuperación de los datos.
A fin de cuentas, en 1982 se lanzó oficialmente al mercado el disco compacto de audio digital, marcando una nueva época en el terreno del audio para consumidor. A la fecha han aparecido otros nuevos medios de almacenamiento: DAT, DCC y MiniDisc; y si bien todos siguen algunas pautas del CD en términos de la digitalización de señales, lo superan en la posibilidad de grabación entre muy diversas y avanzadas prestaciones.
Generalidades Sobre la Recuperación
de Señal de un CD
En la figura 1.1 se muestra, a un nivel muy agregado, el proceso de re-cuperación del audio de un CD desde que se lleva a cabo la lectura de los pits de información por el rayo láser, hasta que se obtiene el audio analó-gico que será procesado para entregarse a la salida del aparato.
El proceso comienza cuando el recuperador óptico produce en su in-terior un rayo láser, el cual es conducido por diversos medios ópticos has-ta la superficie del disco, donde se modula para regresar nuevamente al recuperador; ahí es detectado por un conjunto de fotodetectores, que se encargan de convertir la información luminosa en una señal eléctrica. Posteriormente esta señal es amplificada, limpiada y enviada a un proceso en el que se recupera la información originalmente grabada, la cual
toda-EF
Diagrama a bloques de un reproductor de CD típico
Motor spindle ABCD AMP RF Focus Tracking Sled Servo Fuente de poder Proceso digital D/A Proceso de audio L Proceso de audio R L out R out Syscon OPU Figura 1.1
vía mantiene su aspecto digital; por eso es que enseguida debe pasar a un convertidor digital-analógico que transforma los datos numéricos en una señal de audio, misma que se dirige finalmente al amplificador de poten-cia para ser entregada en los altavoces del aparato.
Naturalmente, todo este proceso se realiza bajo la supervisión de un complejo sistema de control y de un conjunto de servomecanismos.
Características físicas del CD
Vea en la figura 1.2 las características y dimensiones físicas de un CD. Observe que se trata de un disco de 120 mm de diámetro, fabricado con policarbonato; éste es un polímero especial de características superiores
(Vista en corte) 120 Diámetro exterior 33mm 26 máx. 15 Agujero central 46 Area interna máx. 50
Iniciación del programa 116 Máximo de programas Area de sujeción Película reflexiva de aluminio Etiqueta capa protectora Sustrato de policarbonato 33 Area de programa 1.2 (Unidades: mm) Area interna
(TOC: Tabla de contenido)
Area de programa (información musical)
Area externa (información de final de programa) Etiqueta, capa protección
Película de aluminio reflexivo
0.11 micra (profundidad del pit) Pit
Sustrato transparente de policarbonato (Espaciamiento entre pistas) 1.6 micra 1.6 micra 1.2 mm (Vista amplificada) Figura 1.2
en cuanto a resistencia y transparencia, que son factores indispensables en todo disco óptico.
En el centro hay un orificio de 15 mm de diámetro, en donde se aloja el ensamble de clamping o fijación que hace girar al disco. A su vez, la zona de sujeción se extiende hasta un diámetro de alrededor de 40 mm, y no es sino a partir del diámetro de 50 mm donde comienza la informa-ción grabada en la superficie, abarcando hasta los 116 mm de diámetro; por lo tanto, quedan dos milímetros en toda la circunferencia como ban-da de seguriban-dad.
Puede apreciar entonces que la información grabada en un disco com-pacto (área de programa) se encuentra en un anillo de tan sólo 33 mm de ancho, lo que resulta sorprendente si se considera que puede almacenar cerca de 82 minutos de información musical. Esto es más del tiempo máximo que ofrecían los discos negros de acetato, tomando en cuenta sus dos caras.
El grueso del disco es de apenas 1.2 mm, magnitud ocupada princi-palmente por el sustrato de policarbonato, sobre el que se imprime la in-formación digital en forma de pits. A esta impresión se le aplica una capa muy fina de aluminio que sirve como material reflejante, y finalmente se coloca una capa de protección -de unas cuantas micras de espesor- sobre la que se imprime (en la parte contraria al área de datos) información acerca del fabricante, contenido, etc.
No obstante, la gran capacidad de los discos ópticos digitales obedece no tanto a que la información va codificada numéricamente (como a me-nudo se cree), sino al método de almacenamiento, según veremos a con-tinuación.
Cómo se Almacena la Información en el CD
De acuerdo con las explicaciones anteriores, cabe suponer que la in-formación en un disco compacto debe alcanzar una densidad extraordi-naria para lograr almacenar más de 80 minutos de música de una gran calidad; mas esto sólo es factible si el medio de recuperación es lo sufi-cientemente diminuto y preciso como para leer la información ahí codi-ficada. Y en efecto, los datos digitales sobre la superficie del disco alcan-zan el orden de las fracciones de micrómetro (milésima de milímetro, que también recibe el nombre de “micra”); estamos hablando de magni-tudes a las que solamente puede acceder un elemento de lectura tan fino como es el rayo láser.
Los datos correspondientes a la información musical, van grabados fí-sicamente sobre la superficie del disco en forma de una espiral que va del centro a la periferia, a su vez constituida por diminutas protuberancias llamadas pits (en inglés pits significa “huecos“, pero se emplea este
térmi-no porque en el disco matriz, que es como el “negativo“ del CD, la infor-mación va codificada en pequeños huecos o depresiones, según se mues-tra en la figura 1.3A).
Vea en la figura 1.3B una fotografía ampliada de la superficie de un CD. A cada vuelta de esta espiral de datos se le llama track (pista), y a las líneas adjuntas se les llama “tracks adyacentes“.
En la figura 1.4 se ilustran las diversas magnitudes asociadas a los pits y a los tracks. Observe que cada pit mide apenas 0,5 micras de ancho, mientras que su extensión puede variar desde los 0,833 hasta los 3.54 micrómetros. A su vez, la separación entre los centros de los tracks es de
Disco maestro de vidrio
Vidrio
Huecos (Pits)
Lado de corte del disco maestro de vidrio
Disco compacto final
Lado de lectura Plástico transparente Protuberancia Lado de la etiqueta A B
Vista ampliada de la superficie de un disco compacto
tan sólo 1,6 micras; el diámetro del rayo láser, cuando alcanza la superficie de da-tos, debe ser exacta-mente de 1,7 micró-metros.
Si comparamos estas dimensiones con las de un cabello o con el surco de un disco negro de
aceta-to, tendríamos una situación como la se ilustra en la figura 1.5.
Precisamente en la sucesión de pits y en las separaciones entre ellos va co-dificada la información digital, de acuerdo con un método que explicare-mos en el siguiente apartado. Y como el pit viene a ser la célula básica de in-formación, para un mejor análisis con-viene usar un diagrama simplificado que ilustre de manera separada sus di-mensiones (figura 1.6). Observe que su altura es de apenas 0,1 de micra.
El Método NRZ
Aunque en el disco compacto la in-formación viene grabada en forma nu-mérica (1’s y 0’s), el reproductor no trabaja con los niveles de voltaje con-vencionales en electrónica digital, sino que emplea un método conocido co-mo NRZ o No Return Zero, el cual explicaremos apoyándonos en la figura 1.7.
En una señal digital convencional los 1’s representan niveles altos de vol-taje, mientras que los 0’s corresponden a niveles bajos. En tanto, de acuerdo con el método NRZ, la señal cambia su nivel de voltaje ante cada 1
detecta-0 detecta-0 detecta-0 detecta-0 detecta-0 detecta-0 1
1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 . . .
}
}
}
}
Espacio libre entre pits 0.833 a 3.54 µm
Largo del pit 0.833 a 354 µm Separación entre tracks 1.6 µm Ancho del track 0.5 µm Haz láser 1.7µm (spot)
Figura 1.4 Separación entre tracks: 1.6 µm Cabello 40 tracks CD 60 tracks Surco de información Figura 1.5 Largo (desde 0.833 hasta 3.54m) Altura 0.1µm Ancho 0.5 µm Figura 1.6
do por el haz láser, y no sufre ningún cambio durante la lectura de los 0’s.
Este tipo de codificación, combinada con una modulación adecuada, no sólo permite reducir el ancho de banda requerido para ma-nejar los datos (el ancho de banda es un pará-metro muy importante, ya que mientras más frecuencia maneje un circuito, más costosa se-rá su fabricación), sino que también permite incrementar de manera significativa la canti-dad de información almacenada, según vere-mos en el apartado siguiente. De hecho, es gracias a este sistema que en el disco compac-to se puede almacenar un máximo teórico de 82 minutos de información musical (aunque en realidad pocos discos rebasan los 74). No obstante, la sola codificación NRZ no es suficiente para garantizar una señal limpia y clara. Este factor llevó a los diseñadores a considerar medidas adicionales que permitieran obtener el máximo de información grabada con los recursos disponibles (recuerde que primero surgió el dis-co láser de video). Así es dis-como surge la modulación EFM.
Modulación EFM
Para explicar el concepto de modulación EFM (Eight-to-Fourteen Modulation = modulación de ocho a catorce), supongamos por un mo-mento que cada pit representa ya sea un 1 o un 0; esto significa que en una longitud determinada se tendría una cantidad limitada de informa-ción, puesto que el tamaño del pit no puede reducirse más (actualmente sí es posible, pero no a principios de la década de los 80, cuando el disco compacto estaba prácticamente en los límites de la tecnología exis-tente). De esta mane-ra, para aumentar la capacidad de al-macenamiento, se decidió que inclu-so el pit más pe-queño representa-ra no un 1, sino 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 Datos Lógica positiva Lógica NRZ CLK Figura 1.8 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 Datos CLK Lógica positiva lógica NRZ
NRZ para el almacenamiento de datos
tres bits de información. La modulación EFM postula una sustitución directa de la información que se va grabar, por otra de un aspecto más apropiado a los planteamientos del formato NRZ.
Observe en la figura 1.8 que si en determinado número digital existen muchos 1’s, la señal correspondiente presentará variaciones constantes; es decir, como tiene una frecuencia elevada, provocará que aumente el pre-cio de los circuitos necesarios para su manejo. La frecuencia con la que se almacenan los datos en el CD rebasa los 4MHz; hoy parecería normal es-te nivel, pero en 1980 sólo podía ser manejada por circuitos muy costo-sos.
Para evitar este fenómeno, los diseñadores colocaron 0’s entre los 1’s, de tal forma que se tuviera un arreglo como el que se muestra en la figura 1.9, al cual le correspondería una señal con una frecuencia reducida a una tercera parte (un circuito que manejara señales a 1,4MHz ya no era sorprendente a principios de la década de los 80).
Sin embargo, la colocación de 0’s no se fue al azar; mas bien se fijaron determinadas reglas que respetaban la modulación EFM, a saber:
1) Deben existir por lo menos dos 0’s entre 1’s.
2) No deben existir más de diez 0’s en forma consecutiva.
Investigando con palabras digitales de extensiones diversas, se encon-tró que hay suficientes combinaciones de catorce bits que sí cumplen las reglas anteriores, como para hacer una sustitución directa de cada palabra de 8 bits por su equivalente en 14 (de ahí el nombre de “modulación de
1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 Datos (Con ceros intercalados) CLK Lógica positiva Lógica NRZ Figura 1.9
ocho a catorce”). Y aunque las dificultades técnicas no terminaron ahí (por ejemplo, fue necesario introducir bits de paridad para evitar conflic-tos en las uniones de palabras), al final este método demostró ser el que permitía una mayor densidad de grabación, lo cual era un aspecto crucial en el planteamiento del nuevo formato.
No vamos a ahondar más en el procedimiento de codificación de la información en el disco compacto, puesto que tendríamos que revisar conceptos teóricos cada vez más complejos; esto, naturalmente, queda fuera de los objetivos de la presente obra.
El Recuperador Optico
De acuerdo con las dimensiones tan reducidas sobre las que física-mente se graba la información musical en el CD (pues la separación en-tre tracks adyacentes es de apenas 1.6 micras), se requiere un dispositivo de lectura ca-paz de distin-guir el track correcto y de mantenerse so-bre éste a pesar de las diminu-tas variaciones mecánicas ine-vitables en toda producción en serie. Debido al gran desarrollo alcanzado por los servomeca-nismos, se pu-do construir un encapsulado relativamente pequeño que contiene tanto al emisor como a los receptores de rayo láser, y que además in-cluye los meca-nismos necesa-Disco Pit Lente de enfoque Rejilla de difracción Semiconductor láser Haz láser Espejo semi-transparente Detector Policarbonato transparente Figura 1.10
rios para un seguimiento adecuado del track de información sobre la superficie del disco; nos referimos al recuperador óptico, también conocido como OPU (Optical Pick-Up).
En la figura 1.10 se muestra un diagrama muy simplificado de la operación interna de un recuperador óptico; puede verse la trayec-toria que sigue el rayo láser, tanto en su viaje de ida como en su reflejo de la superficie del disco.
Primeramente, el diodo láser emite un rayo de luz que sale dirigido hacia el sistema óptico; enseguida el haz cruza un dispositivo denomina-do “rejilla de difracción“, de denomina-donde sale divididenomina-do en tres componentes principales (sólo se ilustra el central); luego sigue la lente colimadora, que se encarga de corregir las trayectorias de los tres haces para hacerlas paralelas. A continuación viene un espejo semi-transparente (o semi-es-pejo), el cual deja pasar al rayo en su trayecto de ida, para dirigirse en-tonces hacia la lente de enfoque y llegar, por último, hasta la superficie de datos del disco; aquí rebota, y vuelve a atravesar la lente de enfoque para dirigirse ya de retorno al semi-espejo; en éste se refleja hacia una lente cilíndrica, para llegar finalmente a los fotodetectores encargados de recuperar la señal digital grabada en el disco.
La forma en que se recupera la señal es la siguiente: el rayo láser rebo-ta de una manera más uniforme cuando golpea la superficie de espejo del disco, que cuando golpea un pit; por lo tanto, la luz que llega a los foto-detectores es de un mayor nivel cuando el spot se encuentra fuera de los pits, que cuando se encuentra sobre éstos. Cuando los fotodiodos detec-tan estas variaciones en la intensidad luminosa, envían una señal eléctrica también variable a los circuitos amplificadores especiales; entonces éstos la amplifican y la filtran, para obtener una señal como la que se muestra en la figura 1.11.
Observe que esta señal presenta una gran similitud con una modula-ción en frecuencia; sin embargo, aquí lo relevante es la distancia entre las transiciones de nivel (que representan a los 1’s), para determinar cuántos 0’s existen y proceder a la demodulación y decodificación de la señal di-gital.
Insistimos: en la codificación NRZ lo importante son los flancos de la señal, que corresponden a los 1’s, mientras que un nivel constante corresponde a uno o más 0’s. Así que amplificando la señal anterior a grado tal que se eliminen los bordes superior e infe-rior y sólo permanezcan las transiciones (tarea que se lleva a cabo con un limitador muy semejante a los usados en las radios FM), se habrá recuperado de
for-Figura 1.11
ma muy exacta la información grabada en la superficie del disco compac-to (señal EFM, figura 1.12).
El Formato de Datos en el CD
Habiendo llegado a este punto, conviene mencionar algunas caracte-rísticas que hacen especial al CD en comparación con los medios de al-macenamiento de audio precedentes. Seguramente habrá notado que al introducir un disco al aparato, al cabo de algunos segundos aparece en el display el número de interpretaciones contenidas; aunque también, de-pendiendo del modelo, llegan a desplegarse otros datos (duración total del disco y la de cada selección, un registro del tiempo recorrido, etc.).
También, con toda probabilidad ha utilizado alguna vez la función de búsqueda aleatoria; es decir, la selección por “saltos“ de los números mú-sicales, independientemente de que se siga o no el orden en que vienen grabados.
Estas posibilidades funcionales se obtienen gracias a que en el CD, además de la información musical correspondiente, se incluyen diversos datos según puede verse en la figura 1.13 En primer lugar, en la parte más interna del disco se encuentra una especie de índice denominado TOC (Table of Contents = tabla de contenidos), en el cual se incluye in-formación sobre el número de temas, la duración de cada uno y la dura-ción total del disco. Precisamente, los datos contenidos en la TOC son los primeros a los que accede el reproductor al insertar o comenzar la lec-tura de un disco; son tan importantes, que el aparato no funcionará si por alguna razón no pueden ser recuperados. (Quienes estén familiariza-dos con el manejo de computadoras, pueden comparar a la TOC con la tabla FAT que se crea al formatear un disco magnético, sea duro o
flexi-12 23
I I D D
3 24 3 14 3 14 3 14 3 14 3 14 3 14 3 24
Sincronía Información adicional
1 muestra canal izquierdo
1 muestra canal derecho
Señal
SYNC SYNCSeñal
Señal de control
Audio Audio Audio Audio
Audio
Un “cuadro“ (588 bits)
Paquete de información en el CD
ble). Por lo que respecta al manejo de la estereofonía, cabe mencionar que a diferencia de los medios convencionales de almacenamiento de au-dio, el CD no posee dos canales separados para grabar las pistas izquierda y derecha, sino que la información de ambas va grabada en el mismo track lineal.
Analizando el formato del CD, encontramos que el audio analógico original es muestreado a una frecuencia de 44.1 KHz, y que cada mues-tra se codifica en palabras digitales de 16 bits. Pero como a principios de la década de los 80 la mayoría de circuitos digitales para manejo de señal sólo aceptaban palabras de 8 bits, se decidió “partir“ cada palabra de 16 bits en dos de 8 y, a su vez, modular éstos a 14 -como se describió ante-riormente.
Para lograr la estereofonía, en el mismo track se intercala información de los canales derecho e izquierdo, tal como se muestra en la figura 1.13. Posteriormente, durante la lectura del disco, una vez que son recupe-rados estos datos pasan por el proceso digital y enseguida se les retiran las protecciones e información adicional que venían mezcladas con ellos; y no es sino hasta el convertidor digital-analógico cuando un interruptor interno define si un dato determinado corresponde al canal derecho o iz-quierdo, canalizándolo a su salida respectiva (algunos reproductores de alto precio realizan la separación en etapas anteriores, pero son casos es-peciales).
Para llevar el control de la duración (minutos y segundos) y número de la selección que el aparato está reproduciendo, la información musical en el CD se concentra en “paquetes“ o “cuadros“ (588 bits); en el inicio de cada uno de éstos se envía una ráfaga de información adicional (señal de control). De esta manera, aproximadamente 75 veces por segundo el recuperador recibe una gran cantidad de datos diversos; entre éstos pode-mos señalar:
a) Una “bandera“ que le avisa al aparato que se encuentra
en el inicio de una melodía. Esto es muy útil cuando el usuario brinca de canción en canción.
b) El número de selección que en ese momento preciso se está reprodu-ciendo. Un CD tiene una capacidad teórica máxima de 99.
c) El minuto y segundo correspondientes.
Aunque la capacidad máxima del CD excede la hora, el display es in-capaz de presentar ese formato; por eso, en el remoto caso de que una selec-ción tenga una duraselec-ción superior a 60 minutos, el contador proseguirá la cuenta pasando a 61, 62, etc.
d) Una serie de bits en los que el fabricante puede asignar información diversa; tal es el caso de los discos que pueden expedir la letra de las can-ciones en pantalla, cierta información de video, datos sobre la melodía que se está reproduciendo, etc.
El Sistema de Servomecanismos
Al igual que todo dispositivo que se produce masivamente, los CDs tienen un cierto grado de tolerancia mecánica en sus parámetros de cons-trucción; esto redunda en ligeras variaciones tanto laterales como de altu-ra, que a pesar de ser diminutas pueden afectar seriamente el desempeño del reproductor, dado el ajuste tan crítico que se requiere por las dimen-siones de los pits, tracks de información y del spot de luz que lee los da-tos.
Como se trabaja en el orden de los micrones, cualquier variación me-cánica, por pequeña que sea, desenfoca al haz y entonces provoca la pér-dida del track de información. Para compensar tales perturbaciones, se incorporan en los equipos dos servomecanismos principales (de enfoque y de seguimiento) y dos complementarios (de desplazamiento lateral y de velocidad lineal constante).
Servomecanismos Principales
Servo de Enfoque
El servo de enfoque (al que también se le llama “focus“) es el encarga-do de mantener al spot de luz sobre el track de información, con un diá-metro de 1.7 micras; un spot más fino o más ancho dificulta la correcta recuperación. Para ello se auxilia de una bobina, la cual, al ser atravesada por una corriente, genera un magnetismo con el que se induce el acerca-miento o alejaacerca-miento de la lente de enfoque en relación a la superficie del disco; esto se hace con el fin de mantener una distancia relativa y, por ende, al spot en su diámetro correcto.
En la figura 1.14 se muestra la estructura en que se monta la lente de enfoque, y sobre la cual actúa el servomecanismo correspondiente. Le será más fácil entender el movimiento, si recuerda el principio de funcio-namiento de una bocina, con su bobinado y su imán impul-sor.
Servo de Seguimiento
El servo de seguimiento (co-nocido como “tracking“) tam-bién emplea métodos
electro-Lente de enfoque Imán permanente Imán permanente Embobinado de enfoque Contra-imán Figura 1.14
magnéticos para desplazar lateral-mente la lente de enfoque, de mo-do que se compensen las variacio-nes existentes entre el disco y el spot láser; el propósito es que éste se ubique siempre sobre el track de información, y que se logre una lectura continua de los datos.
En la figura 1.15 se muestra el diagrama de un recuperador ópti-co, indicando los bobinados de enfoque y de tracking.
Señales que Controlan a
los Servomecanismos
Veamos ahora cómo se generan las señales que controlan a estos servomecanismos. En el
recupera-dor óptico, justo antes de los fotodetectores, existe una lente cilíndrica que produce ciertas transformaciones del haz. En la figura 1.16 se mues-tra el fenómeno que
ocurre ante la com-binación de una lente esférica y una lente cilíndrica.
Como puede ver, el haz, que venía en forma perfectamen-te circular, experi-menta algunos cam-bios al atravesar la lente cilíndrica: pri-meramente se tiene una serie de óvalos que desembocan en una línea; luego otra serie de óvalos; en-seguida un círculo, otra serie de óvalos -girados 90 grados- y una línea más, para
Tracking Bobina de tracking Bobina de tracking Bobina de enfoque Imán para tracking Imán para enfoque Imán para tracking
Dispositivo de dos ejes
Figura 1.15 Detector Vista superior Vista lateral Lente cilíndrico Haz láser Reflejado Posición del detector Figura 1.16
finalmente expan-dirse hasta diluir por completo. Si colocáramos un re-ceptor exactamen-te donde el haz se vuelve un círculo, sucedería algo co-mo lo que veco-mos en la figura 1.17.
1. En el primer caso, cuando el haz está perfecta-mente enfocado sobre la superficie del disco, la luz re-corre la distancia correcta y el spot que llega a los cua-tro fotodiodos (marcados como A, B, C y D) tiene una forma circu-lar; por eso se re-parte de una ma-nera exactamente uniforme. Al su-mar los extremos (B+D y A+C) y comparar los resul-tados mediante una resta, se obtie-ne un nivel de cero voltios; esto signi-fica que el rayo lá-ser está perfecta-mente enfocado en la superficie de da-tos del CD, y que por lo tanto no necesita ajustarse.
2. Cuando el haz se desenfoca, el spot en los fotodetectores se distor-siona hasta formar un óvalo, concentrándose en dos de ellos. Esto hace que el comparador produzca una salida distinta de cero (positiva cuando
A B _ + _ + _ + Rejilla de difracción Rejilla de difracción Semi-espejo Semi-espejo Lente colimadora Lente colimadora Lente colimadora Dispositivo de 2 ejes (lente objetivo) Dispositivo de 2 ejes (lente objetivo) Disco Disco Disco Lente cilíndrica Lente cilíndrica Detector Detector Detector de 4 diodos (B+D) (A+C) (B+D) (A+C) OVdc Amplificador excitador Amplificador excitador D C A B D C Enfoque correcto Disco muy cerca Disco muy lejos +Vdc Rejilla de difracción
Semi-espejo Dispositivo de 2 ejes(lente objetivo)
Lente cilíndrica Detector (B+D) (A+C) Amplificador excitador A B D C -Vdc Diodo láser Diodo láser Diodo láser Figura 1.17
la lente de enfoque está demasiado cerca del disco, y negativa cuando se da la situación contraria), la cual es amplificada y enviada a la bobina de enfoque; así se induce un movimiento corrector ascendente o descenden-te -según el caso- de la estructura donde va montada la lendescenden-te de enfoque.
3. Por lo que se refiere al servo de tracking, éste aprovecha los dos ha-ces complementarios que se generan en la rejilla de difracción, tal y como se ilustra en la figura 1.18. Puede ver que si el haz está ubicado correcta-mente sobre el track de información, la cantidad de luz que llega a los fo-todiodos E y F es igual.
Si se hace esta comparación cuando el haz principal se encuentre so-bre el track, la luz reflejada en los diodos E y F será igual y entonces se provocará que la salida del comparador tenga un valor de cero voltios; obviamente, esto no produce ninguna corriente en las bobinas y -en con-secuencia- ningún movimiento lateral de corrección.
4. En cambio, cuando se presenta algún ligero desplazamiento lateral, ya sea a la izquierda o a la derecha, uno de los haces auxiliares invade el track de datos; y en vista de que ello implica que uno de los dos fotodio-dos comience a recibir más luz que el otro, se provocará que el compara-dor produzca una salida distinta de cero; ésta es amplificada y enviada a la bobina respectiva, para que mueva la lente hacia los lados y corrija el problema. Tracking Lente objetivo bobinado de tracking Bobina de enfoque Bobina de tracking Imán para tracking Imán para tracking Imán para enfoque -+ E D A C B F Detectores Recuperador óptico Detector de haces auxiliares Disco
Pérdida de tracking Tracking correcto
Haz auxilliar
Haz principal
Haz auxiliar Aprox. 20µm
Aprox. 20µm
Dispositivo de dos ejes
Servo de tracking
Servomecanismos Auxiliares
Si bien el servo de tracking puede corregir pequeñas desviaciones del rayo de luz, es inca-paz de mantener a éste correctamente posicio-nado en toda la superficie del disco; y es que mientras el movimiento máximo del tracking es de aproximadamente 1 mm, la información de un CD está repartida en un espacio que puede llegar hasta los 33 mm, según explicamos ante-riormente. Por esta razón se incluye un circuito especializado en el control del desplazamiento de todo el ensamble óptico, el cual recibe el nombre de “servo de desplazamiento lateral“ o “servo de sled“ (figura 1.19).
El servo de sled funciona sincronizadamente con el de tracking para mantener siempre al ra-yo láser sobre el track de información del disco, desplazando lentamente todo el conjunto del ensamble óptico para abarcar los 33 mm de an-chura efectiva que tiene el área de datos del CD. Este servomecanismo detecta la magnitud de la señal de error de tracking, y la compara con un cierto valor especificado; si percibe que está por encima de lo indicado, envía un pulso hacia un motor (el “motor sled“), mismo que se encarga de mover todo el conjunto óptico en una fracción de milímetro; así, el seguimiento de pista se normaliza.
De esta manera, en una serie de pasos desa-juste-ajuste del tracking, el ensamble óptico se desplaza gradualmente de adentro hacia afuera conforme se va leyendo el CD. Por supuesto que cuando el usuario selecciona una interpre-tación musical no seriada (digamos que pasa de la 1 a 5), el movimiento del bloque sucede en un solo paso.
También se necesita un circuito que manten-ga un control constante de la velocidad de rota-ción del disco; nos referimos al servo de veloci-dad lineal constante o CLV (Constant Lineal Velocity). Al respecto, conviene mencionar que la velocidad de rotación del disco no es constante en términos absolutos; más bien se mueve en un rango que va de las 500 RPM durante la lectura de los tracks
centra-Figura 1.19
A
B
les, hasta 200 RPM para los tracks de la periferia.
Si la velocidad de rotación fuera constante de principio a fin del disco, para mantener la lectura de la misma cantidad de información en el mis-mo tiempo, independientemente de la posición, los datos tendrían que disponerse con una menor densidad en los tracks periféricos, con lo que habría un desperdicio de espacio físico. De ahí que para optimizar la ca-pacidad de almacenamiento del CD (o sea, para mantener la misma den-sidad de información en cualquier punto de la espiral), su velocidad de giro deber ser mayor cuando la lectura se realiza en la parte central que cuando se realiza en la parte externa.
A este recurso se le llama “velocidad lineal constante“ (CLV), y signifi-ca que la velocidad absoluta de rotación del disco se va ajustando de acuerdo con la posición de lectura en un momento dado.
Gracias a este recurso se lee la misma cantidad de datos por centíme-tro, independientemente de que la selección musical sea la primera o la última (figura 1.20). Da < Db < Dc Da =Db = Dc Dc Db Da Ramón Juan José Ramón Juan José Dc Db Da
Velocidad angular constante (CAV)
Velocidad lineal constante (CLV)
Si Ramón Juan y José se mueven formando una línea radial constante, observamos lo siguiente: en el mismo tiempo Ramón corre una mayor distancia que Juan y que José.
Por lo tanto, la velocidad lineal a la que se desplaza Ramón es mayor que la velocidad a la que corre Juan y esta es superior a la de José. En tal caso, aunque Ramón, Juan y José mantienen velocidades de desplazamiento diferentes, se mueven a una velocidad angular constante, porque los tres recorren el mismo ángulo en el mismo tiempo.
Esto es equivalente a lo que ocurre en un disco de acetato, donde la aguja recorre más centímetros por segundo cuando está en la periferia que cuando está en el centro, pues la velocidad de rotación siempre es la misma.
Si ahora los tres personajes recorren el mismo circuito, pero manteniendo la misma velocidad de desplazamiento, en el mismo tiempo José dará más vueltas que Juan y éste que Ramón. Por ejemplo, podríamos decir que José da diez vueltas en una hora, mientras que Juan alcanza a dar ocho vueltas y Ramón sólo cinco. En tal caso, los tres se mueven a una velocidad lineal constante, pero a una velocidad angular variable. Este es el método que se emplea en reproductores de discos compactos, y por eso es necesario que en los primeros tracks de información (parte interna) el disco gire más rápido que en los últimos (parte externa), para garantizar una recuperación
Consideraciones Sobre la Reparación
de un Reproductor
de Discos Compactos
Particularidades del Service
Como sabemos, en un reproductor de discos compactos coexisten sis-temas analógicos con sissis-temas digitales; por ello, debemos enfrentarnos a circuitos que trabajan tanto con niveles de voltaje como con pulsos. Por lo tanto, para acceder al servicio de estos aparatos es necesario tener un mínimo de conocimientos en áreas tan diversas como control, lógica di-gital, conversión de señales, óptica y electrónica analógica, así como so-bre el funcionamiento de microcontroladores, memorias, demoduladores lógicos, etc.
Asimismo, resulta muy difícil reparar estos equipos si no se cuenta con el instrumental adecuado y la información técnica correspondiente, ya que en el proceso de detección de fallas hay que monitorear varias se-ñales cuya ubicación varía de modelo a modelo. En consecuencia, le re-comendamos que no trate de reparar estos aparatos si no cuenta con los elementos indispensables para iniciar un procedimiento de servicio, por-que fácilmente puede provocarles algún daño por-que incluso puede llegar a ser irreversible.
Un punto que viene a complicar aún más el servicio a reproductores de CDs es la amplia variedad de modelos existentes, cada uno con sus particularidades. Así, tenemos aparatos de mesa que por lo general se co-nectan directamente a la línea de alimentación; aparatos modulares que se conectan a un modelo específico de minicomponente; radiograbadoras con CD que se conectan a la línea o que se pueden alimentar con bate-rías; reproductores portátiles con pilas recargables y autoestéreos que se conectan a la batería de 12V.
Como puede suponer, aunque en la mayoría de los circuitos internos no hay variantes sustanciales, la fuente de poder sí presenta cambios im-portantes que deben tomarse en cuenta (figura 2.1).
El procedimiento de ajustes de un aparato portátil es ligeramente dis-tinto al de un aparato de mesa, ya que debe estar más protegido contra vibraciones externas (golpeteos, oscilaciones, bamboleos, etc.); así, mien-tras que para los modelos de mesa es suficiente un buen funcionamiento Capítulo
en condiciones estáticas, para los reproductores portátiles son indispensa-bles pruebas en movimiento (simulando por ejemplo un trote ligero, mientras el aparato cuelga a un costado), a fin de garantizar que en nin-gún momento se pierda la continuidad de la reproducción.
Es decir, vamos a encontrarnos con métodos de reparación muy dis-tintos a los que estamos acostumbrados en TV y video. Por tal motivo, deben hacerse las consideraciones correspondientes.
5V (Circuitos digitales) 9-12V (Drivers y motores) +/-5 - +/-15V (Sección audio) -30V 3VAC Otros voltajes Display Figura 2.1
Equipo y Materiales Recomendados
a) Multímetro digital. Se recomienda uno de marca re-conocida y con amplios rangos de medición (figura 2.2).
b) Osciloscopio. Aunque basta con un osciloscopio de do-ble trazo y con un ancho de banda de por lo menos 20 MHz, puede re-querirse uno de mayor velocidad para algunos ajustes críticos (figura 2.3).
c) Frecuencímetro. Son limitadas las aplicaciones de un frecuencíme-tro en este ámbito de servicio. No obstante, se recomienda tener uno de estos instrumentos; su frecuencia de corte mínima debe ser de unos 100MHz (figura 2.4), puesto que en algunos reproductores de CDs exis-ten ajustes de osciladores con tolerancias muy reducidas, lo que elimina la posibilidad de usar el osciloscopio.
d) Manuales de Servicio. Definitivamente quedó atrás la época en que el técnico en servicio podía deducir el funcionamiento de un circuito con sólo observarlo; esto resulta imposible hoy día, con la integración de cir-cuitos y el uso de módulos completos. Por eso es importante contar con el manual de servicio del aparato en cuestión, tanto para el seguimiento de las señales como para los ajustes requeridos.
Herramientas
Electrónicas Diversas
Se debe tener a mano un cautín, destornilladores, pinzas, etc., si es que se quiere reparar un reproductor
Figura 2.2
Figura 2.3
de discos compactos (figura 2.5A). Este punto no merece mayores co-mentarios, a excepción del cautín; no debe exceder de 30 watts, y tiene que estar aislado de la línea de alimentación (figura 2.5B). También pro-cure tener a la mano soldadura de aleación de plata, que se recomienda para el reemplazo de los cada vez más comunes circuitos y dispositivos de montaje superficial.
Discos de Prueba
Aunque para la mayoría de ajustes que se hacen a un reproductor de CDs se puede utilizar prácticamente cualquier disco, llegado el momento de enfrentarse con la etapa de audio se requiere forzosamente uno con patrones de audio; esto permite una más rápida localización de la etapa defectuosa.
Los discos de prueba son elementos auxiliares que pueden ser prepara-dos por usted, a excepción del que contiene los patrones de audio (pues éste se fabrica especialmente para tal tarea). Se recomienda conseguir al-gunos discos con características especiales, como son: uno de larga dura-ción (más de 73 minutos), para probar la reproducdura-ción de toda el área del disco; uno con múltiples tracks de audio (preferentemente más de 30 selecciones musicales), para comprobar el correcto desempeño de las fun-ciones de búsqueda de canción; uno que provenga de matrices muy anti-guas, a fin de garantizar que está activada la ecualización interna; y uno que incluya una sola selección musical de larga duración (más de 30 mi-nutos), para garantizar la continuidad del display.
También tenga a mano algunos otros discos de prueba inicial, como los que se mencionan a continuación:
Figura 2.5
A
a) Uno nuevo para las pruebas preliminares y ajus-tes principales.
b) Uno usado, que de preferencia muestre huellas de maltrato (algunos rayo-nes en la superficie de lectu-ra son suficientes); se utiliza-rá para el ajuste fino de los diversos controles (y es que cuando un reproductor de CDs ya es capaz de leer sin problemas un disco bastante “rayado“, seguramente leerá correctamente los discos que estén en buenas condicio-nes).
c) Uno nuevo, al que co-mo se muestra en la figura 2.6 habrá que pegarle delga-das tiras de cinta de aislar (aproximadamente 1 mm de ancho).
Estas líneas simulan ra-yones muy pronunciados que, obviamente, provocan la pérdida de grandes segmentos de señal; si un reproductor de CDs es capaz de leer este disco sin que el audio de sa-lida presente variaciones, se puede afirmar que está convenientemente ajustado y que por lo tanto puede reproducir cualquier otro disco en ra-zonables condiciones.
d) El disco con patrones de audio, que se utilizará para hacer pruebas en la sección de audio final. Este disco debe incluir patrones de tipo se-noidal y de diversas frecuencias en ambos canales y por separado, para identificar los componentes defectuosos en aparatos con fallas en la cali-dad del audio obtenido.
Dado que los principales fabricantes de reproductores de CDs produ-cen también sus discos de prueba, se pueden encontrar marcas como Ai-wa, Sony, JVC, Philips y otras. Incluso la empresa autora de esta publica-ción, Centro Japonés de Información Electrónica, ha producido un exitoso disco de pruebas (figura 2.7); basta con que consiga uno solo, sin importar su marca o modelo.
Es cierto que un disco normal sirve también para estas pruebas; sin embargo es más fácil detectar con el osciloscopio aberraciones en una on-da uniforme, que en una señal de audio.
Figura 2.6
Procedimiento para la Reparación
Seguramente ya está usted ansioso por entrar en acción para efectuar sus primeras reparaciones en reproductores de discos compactos. Pero queremos insistir en que el conocimiento teórico en muchas ocasiones no resulta suficiente; tan es así, que incluso a un técnico experimentado se le puede dificultar el diagnóstico de algunas fallas cuando todavía no se ha enfrentado a un equipo en particular.
Precisamente para minimizar en lo posible estas eventualidades, en es-ta publicación vamos a presenes-tar un método secuencial que permite de-tectar fallas en reproductores de CDs. La idea general es ir eliminando poco a poco bloques enteros como posibles fuentes de problema, de mo-do que por aproximaciones sucesivas se vaya aislanmo-do la causa de una de-terminada falla.
La guía de detección de fallas que se presenta en el siguiente subtema (“Localización de fallas“), se ha diseñado teniendo en mente abarcar la mayor parte de aparatos posibles; o sea, desde reproductores portátiles ti-po DiscMan hasta los modernos aparatos de carrusel o magazine (figura 2.8).
Quizá algunas de las explicaciones sobre determinadas secciones en específico le resulten tediosas y obvias; pero la experiencia nos dice que nunca hay que despreciar aquello que parezca obvio, y que hay que revi-sar incluso el aspecto
más insignificante de la operación de un equipo; seguramente que así en-contraremos en poco tiempo la sección defec-tuosa, a la que ya sólo habrá que reparar o sus-tituir. Metodología de los Diagramas de flujo La guía de detección de fallas se ha organiza-do en forma de diagra-mas de flujo, en los que se van indicando paso a paso los elementos que hay que verificar, las se-ñales que hay que visua-lizar, los voltajes que hay
que buscar, así como las accio-nes a ejecutar cuando algún voltaje o señal aparezca o no aparezca. De es-ta manera, usted puede fácilmen-te ir desconec-tando etapas en-teras del aparato como posibles causas del pro-blema; entonces se concentrará únicamente en aquellas que le hagan abrigar fundadas sospe-chas. Para facilitar aún más el diag-nóstico de los aparatos, vamos a utilizar un dia-grama de flujo inicial al que he-mos denomina-do “diagrama de flujo general“ (figura 2.9).
A partir de éste, por medio de pruebas muy generales, desde un principio po-dremos descartar a ciertos bloques como causa del problema; además, dependiendo de los signos específicos del aparato en cuestión, nos conducirá de manera casi directa hacia la(s) sección(es) que esté(n) presentando la falla.
Le recomendamos que siempre que se enfrente por primera vez a un
Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí No No No No No No No No No
Diagrama de flujo general
Conecte el equipo, aplique energía externa o coloque baterías. Encienda
¿Enciende el equipo?
¿Display correcto? ¿Se inicializa correctamente el
aparato?
Solicite la introducción de un disco. ¿Se efectúan correctamente todos los
movimientos?
¿Hace la función focus search correctamente?
Introduzca un CD ¿Lee la TOC sin problemas?
¿Lee el audio correctamente? (el display avanza normalmente)
¿Hay salida del audio del convertidor D/A?
¿Audio correcto?
¿Realiza bien todas las funciones?
Equipo en buen estado
Fuente de poder, Syscon
Syscon Mecanismo
Mecanismo Sensores del Syscon
Recuperador óptico Syscon Servomecanismo Servomecanismos Amp.RF Recuperador óptico Servomecanismos Recuperador óptico
Proceso digital DAC
Etapa de audio
Revisión final
reproductor de CDs, siga estos sencillos pasos; serán poca las ocasiones en que se le dificulte el aislamiento de un problema.
Localización de Fallas
Diagrama de flujo general
En la figura 2.9 vemos el diagrama de flujo inicial que nos permitirá dirigirnos a secciones específicas, con fundadas sospechas de que ahí se encuentra la falla. Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí No No No No No No No No Fuente de poder
Conecte el aparato a su fuente externa de energía (AC, pilas,
eliminador, etc.) ¿Llega este voltaje al aparato?.
¿Salida del transformador correcta?
¿Voltajes de DC rectificados correctamente?
¿Salidad reguladas correctas?
¿Todas las líneas están limpias y sin rizos?
¿Hay pulso de encendido?
¿Aparecen los voltajes conmutados?
Al funcionar los motores. ¿Los voltajes de alimentación
se mantienen?
Fuentes en buenas condiciones
Revise cables, clavijas, fusibles de entrada, dispositivos de protección,
estado de las pilas o eliminador, etc. Verifique switch 110/220v, transformador defectuoso Puente rectificador, filtrado Checar filtros de línea y/o cortocircuitos Checar circuito regulador Syscon Circuito conmutador regulador controlador Motores, sistema mecánico Figura 2.10
Este diagrama es una guía general para verificar las secciones a grandes rasgos, puesto que más adelante presentaremos los esquemas para cada uno de los bloques que componen un reproductor de discos compactos.
Fuente de poder
Tal vez parezca extraño que la revisión de un aparato inicie con la ve-rificación de un bloque tan sencillo como la fuente de poder, en vez de dirigirse primero a, por ejemplo, la emisión láser o la captura del disco. El hecho obedece a que, como sabemos, tal bloque es el encargado de to-mar el voltaje de la fuente original (llámese línea de AC, baterías o cual-quier otra fuente externa) y convertirlo en aquellas tensiones necesarias para el buen funcionamiento de los circuitos y motores dentro del equi-po.
Entonces, como resulta obvio, un problema en la fuente de poder se puede traducir en etapas enteras que se queden sin alimen-tación (y que por lo tanto no trabajen), o en apara-tos completamente “muertos“. Así que un buen punto de partida consiste en asegurarnos de que la fuente de poder funciona adecuadamente, para poder descartarla en el sucesivo rastreo de la fa-lla (figura 2.10).
Etapa del sistema de control
El siguiente bloque que se debe revisar es, sin duda alguna, el sistema de control (syscon); éste hace las veces de “cerebro“ del aparato, recibiendo todas las órdenes del exterior y encargándose de su pun-tual cumplimiento.
Si este cerebro falla, la operación general del apa-rato será muy errática (si
Teclado, receptor, IR, microcontrolador Aplique un reset falso; si se corrige, cambio de circuito reset; de lo contrario verifique sensores y microcontrolador Sí Sí Sí Sí Sí Sí No No No No No Verifique entrada de órdenes al CPU, salida hacia el o los motores, excitadores
y sensores
Verifique intercambio de señales entre CPU
y la sección del amplificador de RF
Sistema de control
Conecte el aparato (no lo encienda todavía)
¿Llega el voltaje de alimentación permanente al circuito controlador?
Introduzca disco y solicite PLAY ¿Hay función focus search y
lectura del TOC?
Durante la reproducción, ¿obedece el equipo todas las órdenes?
Syscon en buenas condiciones Solicite la expulsión e introducción
del carro. ¿Todo correcto? Encienda el equipo. ¿Todo se comporta de acuerdo con lo esperado?
¿Existe la oscilación del reloj?
Fuente de poder, revisión de tablilla No Cristal o circuito oscilador microcontrolador Figura 2.11
es que hay operación, porque pue-de no ha-berla), a pe-sar de que los demás c i r c u i t o s f u n c i o n e n p e r f e c t a -mente. Las fallas que se pre-sentan en el sistema de control son muchas y muy varia-das, y van desde un aparato que trabaja bien ( e x c e p t o por alguna función que se comporta muy rara)
hasta equipos que simple y sencillamente no obedecen ninguna orden dada por el usuario, no capturan los discos y no reproducen las melodías contenidas en éstos. Sin embargo, se puede decir que es universal el mé-todo para determinar si esta sección está fallando (figura 2.11).
Sistema mecánico
Aunque la operación del sistema mecánico está estrechamente relacio-nada con el syscon, conviene revisarla por separado; en ella pueden apa-recer problemas insospechados.
Es sumamente difícil describir un método de detección de fallas gene-ral para esta sección, tomando en cuenta la enorme variedad de mecanis-mos que existen en el mercado; simplemente considere la sencillez del mecanismo de un Discman y la complejidad de movimientos de un apa-rato de magazine o de carrusel. Mas todos ellos tienen que ejecutar algu-nos movimientos básicos, para introducir el disco a su cámara de repro-ducción y colocarlo en posición de lectura. En la figura 2.12 observamos el diagrama de flujo para diagnosticar esta etapa.
Syscon, sensores, motores Motores, syscon, sensores Puesta a tiempo, del mecanismo Puesta a tiempo, limpieza, verificación de sensores Sí Sí Sí Sí No No No No Sistema mecánico
Conecte y encienda el aparato
(Para sistemas de carrusel o magazine)
¿Se inicializa correctamente el mecanismo? (gira el carrusel, se cargan las charolas buscando disco, etc.?
Solicite la explusión del carro ¿Movimientos correctos?
¿Introduce bien el disco y hace el movimiento de clamping?
¿Otras funciones mecánicas correctas?
Mecanismo en buen estado
Amplificador de RF y
servomecanismos
Son las etapas en que más fre-cuentemente llegan a presentarse pro-blemas. Se calcula que aproximada-mente un 70% de las fallas que surgen en reproductores de CDs, están rela-cionadas de una u otra forma con los ajustes de servome-canismo o con el OPU. En la figura 2.13 presentamos un diagrama de flu-jo para el rápido diagnóstico de esta etapa. Proceso digital y convertidor D/A
¿Por qué reunir estas dos etapas en un solo diagrama de flujo? Pues pre-cisamente porque cada vez es más co-mún encontrar es-tos dos bloques en un solo circuito in-tegrado; además, y a pesar de ser tan complejo, el bloque de proceso digital prácticamente está contenido en su to-talidad en un IC de alta escala de
inte-Ajuste potenciómetros de focus, hasta obtener la señal FOK. Si no se obtiene, checar recuperador óptico Sí Sí Sí Sí No No No No Amplificador de RF y servomecanismos Introduzca el disco
¿Se activa la señal FOK?
¿Se lee la TOC?
¿Se leen correctamente las melodías?
¿Hace los saltos de melodía correctamente?
Etapas en buen estado
Visualizar señal RF. Si el patrón de ojo está defectuoso, retoque a focus. Si RF está muy débil, checar recuperador.
Se dificulta la captura del track; ajustar
potenciómetros de tracking.
Retoque al servo, ajuste de PLL o VCO; revisar sled
Retoque al servo, mantenimiento a sled Figura 2.13 Sí Sí Sí Sí No No No No
Proceso digital y convertidor D/A
Coloque un disco en modo PLAY
¿Llega la señal EFM al proceso digital?
¿Se expiden las señales DATA, L/RCK y CLK adecuadamente?
¿Salen las señales de audio L y R?
Introduzca un disco con patrones de audio. ¿Audio correcto?
Etapas en buen estado
Amplificador de RF, servos Proceso digital Convertidor digital/análogo Proceso digital convertidor D / A Figura 2.14
gración; así que para determinar su buen funcionamiento, sólo podría-mos revisar señales de entrada y de salida (sin contar que son pocas las veces que falla dicho integrado).
Por su parte, la sección del DAC suele fallar con más frecuencia que la de proceso digital; pero sus problemas casi nunca se originan en el mis-mo circuito convertidor, sino en alguno de sus elementos auxiliares.
En consecuencia, es conveniente seguir un método de diagnóstico de estas etapas para no tener que cambiar piezas costosas y difíciles de insta-lar; porque lo peor del caso, es que esta sustitución no garantiza que la falla sea eliminada.
En la figura 2.14 se muestra el diagrama de flujo para el análisis de es-tas secciones.
Etapa de audio
El último bloque de la cadena que transporta al audio digitalizado desde la superficie de datos del CD hasta la salida que va hacia el
amplifi-Sí Sí Sí Sí Sí No No No No No Etapa de audio
Coloque un disco con patrones de prueba en modo PLAY
¿Salida de DAC correcta? ¿Etapa de ecualización funcionando corrrectamente?
¿Etapa de MUTE correcta? ¿Salida de audio OK?
¿Salida de audífonos OK? Etapas en buen estado
Proceso digital y/o DAC Syscon, ecualizador
Syscon, etapa MUTE Preamplificadores y filtros Amplificador, audífonos, jack de conexión
cador de potencia, es la etapa de audio análogo.
No obstante su aparente sencillez, este bloque llega a presentar múlti-ples problemas en su operación; por tal motivo, también mostramos un diagrama de flujo para diagnosticar fallas en su interior (figura 2.15).
Revisión general final
Aunque, estrictamente hablando, con el paso anterior hemos termina-do de describir cómo se hace el diagnóstico de un reproductor de discos compactos típico, nunca está de más dar un último vistazo a ciertos deta-lles que podrían escaparse a nuestra atención.
En la figura 2.16 se especifican aquellos puntos finos cuya ejecución
Sí Sí Sí Sí No No No No
Revisión general final
Coloque un disco en modo PLAY
Pruebe función PROGRAM ¿todo bien?
Pruebe función FADER ¿todo bien?
Someta el equipo a una prueba de vibración. ¿Todo bien?
Pruebe funciones especiales, como el cambio de CD´s mientras reproduce otro. ¿Todo bien?
Aparato en buen estado
Syscon
Syscon, etapa MUTE
Retoques muy leves al servomecanismo
Verifique Syscon, mecanismo, sensores
apropiada nos dejará satisfechos de nuestro trabajo; aunque, claro, el be-neficio directo será para nuestro cliente.
Observaciones
Como ha podido apreciar, el proceso de detección de fallas en un re-productor de discos compactos no es más que una serie de pasos perfec-tamente establecidos; si se siguen con estricto orden, le garantizarán una labor de reparación exitosa en un 90-95% de los casos a los que se en-frente.
Le sugerimos practicar con distintas marcas y modelos de aparatos, para ir adquiriendo habilidad en la detección inmediata del origen de una falla y, por consiguiente, en una más fácil solución de ésta. Recuerde que la práctica hace al maestro.
