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INTRODUCCION

Saber Electrónica está al serviciode sus lectores y no podría quedarseatrás en lo que respecta a la repara-ción de monitores de PC. Por esa ra-zón me encomendó la realización deun curso al estilo de los que ya hanpasado por esta sección en los últi-mos 5 años.

Como todos sus seguidores sa-ben, el autor no analiza los temas to-mándolos a la ligera. Cuando dice queva explicar cómo se repara un moni-tor, lo va a hacer a un nivel de profun-didad que no se pueda encontrar enotro estudio realizado sobre el tema.Es decir que este curso no es un cur-so acelerado donde se menciona al-gunas características técnicas de losmonitores y que el alumno luego searregle por su cuenta para organizarla búsqueda de una falla. Es un curso

detallado basado en reparacionesreales realizadas en el laboratorio delautor donde se reparan alrededor de50 monitores por mes. Por eso a loslectores de “ojito” que buscan “la pre-cisa” los mandamos a otro lado por-que aquí hay que pensar, que es elúnico modo de aprender. Lamentable-mente el cerebro humano no seagranda con el contenido; una cabezavacía tiene el mismo tamaño que unallena y eso no nos permite diferenciara los individuos con una mirada. Poreso la diferencia está solo en la obra.

¿Por qué razón de pronto apare-cieron monitores para reparar por to-dos lados, es que se rompieron todosjuntos?

No, de ningún modo. Los monito-res se rompieron siempre, lo que ocu-rre es que antes no se los reparabapor un problema de tipo económico.

Un monitor moderno de 17” cuesta al-rededor de 250 dólares. Antes no te-nía sentido gastar de 70 a 120 dólares(las partes eran muy caras) en repararun monitor viejo que siempre seríaviejo. Era mucho mas lógico comprarun monitor nuevo que además secompraba con un crédito blando. Perono vaya a creer que los usuarios, tira-ban los monitores rotos. En AméricaLatina no se tira nada. Los monitoresviejos se guardaban prolijamente por-que nunca se sabe lo que nos puededeparar el destino. En la empresas selos enviaba al depósito en espera deuna decisión definitiva que nunca lle-gó. Con el dólar más caro y los re-puestos más accesibles, el valor deun monitor es tan grande que nadiepiensa en comprarlo nuevo. Las repa-raciones en cambio mantuvieron suvalor, porque los laboratorios de repa-ración sacrificaron ganancia a cambio

Curso de Reparación de MonitoresLección 1: El Tubo de Rayos Catódicos

Con este artículo damos comienzo a una serie denotas destinadas a explicar los pasos a seguir parala reparación de monitores tanto de TV como decomputadoras. En esta primera nota haremos unareseña histórica de los monitores para luego explicarlas diferencias fundamentales entre los tubos deesos aparatos y los tubos de TV.

Autor: Ing. Alberto H. Picernoe-mail: picernoa@fullzero.com.ar

ARTÍCULO DE PORTADA:NUEVO CURSO

de trabajo y además porque algunoscomponentes importados bajaron suprecio en dólares, (milagro de nuestralamentable cadena de ventas) so pe-na de morir abigarrados en las estan-terías de las casas de electrónica.

Actualmente, cuando una empre-sa debe montar una estación informá-tica, recurre a su depósito en lugar decomprar y hace arreglar los monitoresdañados, prolijamente guardados enel depósito.

En fin, que se creó un nuevo mer-cado, el de los monitores reparados, yno es tarea fácil reparar un monitor.Un monitor se parece a un TV perosolo se parece; mas allá de lo que sesupone, un monitor actual es un apa-rato de precisión al precio de un pro-ducto de consumo masivo. Las nor-mas de TV, sobre todo en lo que res-pecta al detalle o definición de la ima-gen son ampliamente superadas porlas normas de los modernos monito-res multinorma. Los defectos geomé-tricos de la imagen son casi irrisorioscomparados con los de un TV y losdefectos de bloming (cambio de las di-mensiones según el brillo) práctica-mente se reducen a cero. En cuanto almatiz y la saturación del color se pue-de decir que el monitor debe compor-tarse como un elemento muy establetanto a corto como a largo plazo, so-bre todo si se lo utiliza para activida-des gráficas.

RESEÑA HISTORICA

Los primeros monitores usados encomputadoras PC fueron los Hérculesmonocromáticos de fósforo naranja oblanco. El autor tuvo oportunidad dediseñar un monitor nacional de ese ti-po en la empresa Tonomac por lo quepuede decir que conoce el problemadesde dos puntos de vista, el del dise-ñador y el del reparador. Se trataba demonitores diseñados específicamentepara el modo texto (sólo poseen dosestados de brillo sobre la pantalla, al-to y bajo) es decir que sobre la panta-lla sólo se podían ver caracteres alfa-numéricos. No se podía por ejemplover una fotografía con tonos medios.Posteriormente los tubos de fósforonaranja se cambiaron por otros defósforo blanco que como novedad

presentaban una pantalla levementeesmerilada que se asemejaba a latextura del papel de oficina. La fre-cuencia horizontal era exactamente eldoble de la utilizada en TV es decir delorden de los 32kHz y la vertical de 50o 60Hz.

El siguiente paso fueron los moni-tores CGA. Estos monitores poseíanun tubo tricromático pero similarmentea los Hércules, los cañones solo po-dían encenderse o apagarse. No po-dían generar brillos intermedios. Porlo tanto solo reproducían los tres colo-res primarios de la síntesis aditiva: ro-jo, verde y azul más los tres secunda-rios cian, amarillo y naranja y por su-puesto el negro y el blanco. Es decirsolo 8 colores si consideramos al ne-gro y al blanco como colores. En loque respecta a las frecuencias de ba-rrido utilizaban las mismas que losHércules. Debido al agregado del co-lor la definición empeoraba notable-mente y por lo tanto sólo se los utiliza-ba cuando el color era imprescindible.

Más adelante aparecieron los mo-nitores VGA de una sola norma conuna definición de 640x480 puntos queya tenían la posibilidad de trabajar condistintas intensidades por cada colorbrindando la posibilidad de generar 16colores aunque cabe aclarar que lacantidad de colores a reproducir ya esfunción de la PC y no sólo del monitor.El monitor en sí, al trabajar con brillosanalógicos por cada cañón puede ge-nerar tantos colores como lo requierala PC. Las frecuencias de trabajo deestos monitores estaban limitadas alos valores mínimos de 32kHz para elhorizontal y 50 Hz para el vertical.

La llegada de los monitores SVGAmultisistema o multimodo y el incre-mento de la capacidad de memoria yde disco rígido de las PC actuales,permiten operar al monitor con unadefinición que varía entre 640x480 y1280x1024 líneas y trabajar con 16colores, 256 colores, color de altadensidad de 16 bits o color verdaderode 32 bits. Estos monitores tienen lacapacidad de leer la información desincronía y ajustar sus parámetros au-tomáticamente a los requerimientosde la PC. En los últimos años las no-vedades se produjeron más a nivel dela digitalización de controles y al ta-maño del tubo que a otras cosas. En

principio, un monitor moderno actualtiene una pantalla de 17” o más y unconjuntos de pulsadores que ajustantodas las funciones programables porel usuario, sin hacer uso de un solopotenciómetro o utilizando sólo dospara el brillo y el contraste que se de-jan con ese tipo de control por razo-nes ergonómicas.

Recién en los últimos tiempos seobserva una mínima confluencia en elmercado de monitores con pantalla decuarzo líquido de alto brillo de las lla-madas de plasma. Pero dado su pre-cio suponemos que solo se utilizarándonde el espacio es de fundamentalimportancia (Cajeros de banco) o don-de se requiera una presentación muymoderna en puestos de atención alpúblico.

ORGANIZACION DEL CURSO

Un curso de reparación de monito-res se puede encarar de muy diversosmodos. En principio el autor suponeque todo aquel que desee aprender areparar monitores tiene un conoci-miento mínimo sobre TV. Sin embar-go, cuando el tema lo requiere, el au-tor hará una llamada en el texto y ex-plicará el repaso de TV por separado.El alumno deberá evaluar por sí mis-mo la necesidad de realizar o no rea-lizar el repaso correspondiente en fun-ción de sus conocimientos.

Cuando el tema lo requiera se tra-bajará con el laboratorio virtual Work-bench Multisim ampliamente difundidoen América de habla hispana por elautor, de modo que sería convenienteque el alumno lo tenga instalado en suPC. De cualquier modo todas los dibu-jos y circuitos del Multisim serán publi-cados para que aquel que no lo posealo pueda seguir por lo menos por ob-servación.

El autor debe mencionar, sin em-bargo, que no es lo mismo correr losarchivos que observarlos. En el primercaso el alumno interacciona con loscircuitos y obtiene una comprensiónmuy superior del tema. Por otro ladoen este curso vamos a emplear unmétodo de práctica a la distancia quepor lo que sabemos se emplea por pri-mera vez en el mundo. El autor entre-gará los archivos de circuitos correc-

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Reparación de Monitores: El Tubo de Rayos Catódicostos y luego generará archivos con fa-llas para que el alumno encuentre elmaterial dañado, lo cambie y observeque el circuito haya recuperado subuen funcionamiento. En una palabraque se realizarán reparaciones virtua-les.

El autor pretende que los alumnosaprendan algo más que a reparar undado monitor. Por esa razón explicaráun circuito en detalle y luego dará in-dicaciones de las variantes de diferen-tes marcas y modelos y de otros cir-cuitos integrados similares al pro-puesto como ejemplo. En el momentoactual la información de circuitos demonitores y las especificaciones desus componentes se obtiene en mu-chos casos de Internet. Es evidenteque no podemos brindarle toda esa in-formación en el curso. Por eso el au-tor explicará como se obtienen los cir-cuitos y las especificaciones como uncomplemento del curso. Por supuestoque Ud. no tiene obligación de tenerinstalada una conexión, pero le acon-sejamos que como mínimo se contac-te con algún cybercafé o un lugar conInternet desde donde pueda conse-guir impresiones de circuitos y especi-ficaciones si es que se dedicará efec-tivamente a la práctica de la profesiónde reparador.

¿Por dónde comenzar el curso? Creo que en realidad se podría

empezar por diferentes puntos. El au-tor acostumbra a comenzar sus cur-sos de TV comenzando por el tubo yaque considera que el resto del TV es-tá al servicio del tubo. El tubo es el nu-do Georgiano donde confluyen los de-más circuitos (haciendo caso omisode los de sonido) y el conocimiento desus características en detalle nos per-miten conocer los circuitos que lo ex-citan y los circuitos que excitan a losque excitan al tubo y así hasta llegar ala antena. En nuestro caso comenza-remos por el tubo y llegaremos hastael conector de entrada. Luego analiza-remos el yugo del tubo y nos iremoshacia los circuitos de deflexión hori-zontal y vertical confluyendo poste-riormente en el circuito integrado “jun-gla de monitor” en donde se encuen-tran los osciladores horizontal y verti-cal y los circuitos de corrección de ba-rrido y foco.

EL TUBO TRICROMATICODE ALTA DEFINICIÓN

No es ninguna novedad que la TVcolor fue anterior a la informática co-lor. Esto puede hacernos suponer quelos modernos tubos de televisión y lostubos de los monitores se parecen yen efecto una mirada a la ligera nosindica que son similares. Pero en elfondo no es así. Si toma una lupa yobserva la pantalla de su TV y luego lapantalla de su monitor observará unadiferencia fundamental. En la pantallade TV se observan triadas de rectán-gulos con los bordes redondeados yen la del monitor tres círculos colorea-dos ubicados en los vértices de untriángulo. Ver la figura 1.

En principio, observe la diferenciade tamaños entre una y otra triada. Enun TV la separación es mucho mayorque en un monitor; eso significa queese tubo no es apto para ver los deta-lles de una pantalla de PC, indepen-dientemente de que los amplificado-res de video puedan manejar el anchode banda adecuado.

Luego observe la disposición delas triadas de puntos. En el caso delTV las triadas de puntos oblongos es-tán en línea y en el caso del monitorestán en los vértices de un triánguloequilátero. Esto permite llenar loshuecos de una línea de la trama debarrido con la siguiente permitiendouna distribución mas homogénea delos puntos y por lo tanto un mayor de-talle de la imagen. La disposición delas triadas define al tubo en dos gran-des grupos denominados: tubos “en lí-nea” y tubos “delta” en alusión a la le-tra griega con forma de triángulo.

Extrañamente los primeros tubos

utilizados en TV eran delta. Recién enel año 1978 Philips presentó el tuboen línea en lo que llamó el concepto20AX. A partir de allí todos los TVs es-tuvieron dotados de tubos en línea y elconcepto delta quedó en el olvido.

¿Por qué el cambio, si como aca-bamos de ver la definición de la ima-gen es mayor en un tubo delta?

Simplemente porque la conver-gencia y la pureza de un tubo en lí-nea es mucho mas fácil de conseguir,tanto que no se requieren circuitos deconvergencia dinámica, alcanzandosolo con los imanes de convergenciaestática montados sobre el cuello deltubo. Pero con la llegada de los mo-nitores los fabricantes se dieroncuenta que no podían fabricarlos contubos en línea, si pretendían utilizaruna definición horizontal superior alas 400 líneas y volvieron al viejoconcepto delta. Nota: el lector puedesuponer que los tubos de 16/9 de losTV de alta definición tienen más de400 líneas y es cierto, pero tienenuna dimensión horizontal despropor-cionadamente grande.

Sin embargo, aun en los primerostubos no se requirieron circuitos espe-ciales de convergencia dinámica. Larazón es que las técnicas de fabrica-ción de cañones electrónicos para tu-bos había avanzado tanto que los ca-ñones tenían un diámetro mucho me-nor y por lo tanto se podían poner máscerca uno del otro. Y ocurre que comolos errores de convergencia son pro-porcionales a la separación entre ca-ñones, se minimizan y basta con unadecuado diseño del yugo para resol-verlos definitivamente sin requerir cir-cuitos electrónicos adicionales. Un

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Figura 1

monitor moderno debe tener pantallaplana o casi plana. Esto perjudicatambién a la convergencia, pero loque se ve más perjudicado es el foco(sobre todo en los bordes) y la formade señal de barrido que ya no puedeser una corriente que varíe en formalineal (en diente sierra o rampa). Elproblema del foco existe también enTV, pero debido a que los requeri-mientos de diámetro del punto sonmenores no se tiene en cuenta. En laindustria de los monitores se tiene encuenta solo en los monitores de pan-tallas superiores a 15” y eso significaque los fly-backs tienen un focus packde tres potenciómetros, a saber unopara el control de screen (cortes dehaz), uno para el foco y un tercero pa-ra el astigmatismo o enfoque de losángulos.

Por supuesto que el enfoque seráahora dinámico; es decir que la ten-sión de enfoque no es un valor fijo, si-no que es un valor variable con la po-sición del haz con forma de parábola

superpuesta a una continua. Cuandoel haz electrónico está en el centro dela pantalla, la tensión de foco está enel mínimo porque allí la distancia alcátodo virtual es mínima. En los ángu-los de la pantalla, la distancia a cáto-do virtual es máxima y por lo tanto latensión de foco debe ser mayor.

Primeras ConclusionesEn este primera entrega plantea-

mos las características del curso, rea-lizamos una corta introducción históri-ca y comenzamos a explicar algunosdetalles del tubo sobre todo aquellosque difieren del tubo para TV. En lasegunda continuaremos con las expli-caciones relacionadas con el tubo tri-cromático, sobre todo en lo que res-pecta a las tensiones de sus electro-dos y daremos una corta explicaciónsobre el fenómeno de los arcos inter-nos y como se los recluye a los alre-dedores del tubo evitando su propa-gación. Como elementos prácticos de

trabajo le indicaremos como construiruna punta de alta tensión para su tés-ter y cómo construir un estetoscopioelectrónico para ubicar fugas en lassecciones de alta tensión y foco.

Y como si todo eso fuera poco levamos a regalar un generador de cua-dros de prueba de monitores con to-dos los chiches a cada lector. Por to-do esto le recomendamos que presteespecial atención al próximo númerode nuestra querida revista que va aser imperdible. Como adelanto lemostramos una de las imágenes quepuede generar nuestro generador (fi-gura 2).

CONVERGENCIA Y PUREZA

El tubo color con máscara de som-bra, creado en EE UU por la empresaRCA, para la naciente TV color de ladécada del 60 del siglo pasado, con-siste en una pantalla cubierta de pun-tos de fósforos de colores rojo verde y

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Figura 2

Reparación de Monitores: El Tubo de Rayos Catódicos

azul agrupados en triadas. Cada gru-po forma un triángulo equilátero conun punto emisor de luz roja y otro deluz verde, colocado en los vértices su-periores del triángulo y otro de luzazul, colocado en el vértice inferior .Un viejo tubo de TV poseía unas500.000 triadas y un moderno tubo demonitor unas 2.500.000.

A una corta distancia de la panta-lla de fósforo (1 cm aproximadamen-te) se encuentra una mascara metáli-ca con una perforación por cada tria-da de puntos de fósforo justo en elcentro del triángulo imaginario. La fi-nalidad de esta máscara y sus aguje-ros es que cada cañón electrónico so-lo pueda bombardear a los puntos defósforo que le correspondan y tengalos otros dos totalmente tapados.

En la figura 3 se puede observarun dibujo donde se ve al cañón verdebombardeando a un punto de fósforoverde. Desde el punto de pivote delcañón verde (punto teórico en el inte-rior del yugo en donde se consideraque deflexiona el haz verde) no sepueden ver los puntos rojo y azul y vi-ceversa. Observe que hay una zonadespués de la máscara perforada quees un cono de sombra para los elec-trones que llegan desde los cañones.

Esto da nombre de “máscara de som-bra” a la máscara perforada. Como laconstrucción del tubo no permite ga-rantizar que cada cañón pegue sólosobre el fósforo correspondiente exis-te un conjunto de imanes montadossobre el cuello cerca de la base quepermite modificar la posición de cadahaz. Este ajuste se denomina de pure-za porque garantiza la pureza de loscolores sobre la pantalla. Es decir queuna imagen roja se vea roja en toda lapantalla, cosa que no ocurre si el hazrojo pega aunque sea lateralmentesobre un punto verde o azul.

En la figura 4 se puede observarun detalle en perspectiva de cómo esrealmente la intersección de la más-cara ranurada, en este caso dejandopasar el haz rojo e interceptando elazul y el verde.

Observe la formación de una líneade puntos R G B R G B R... logradaporque los agujeros de una fila estáncorridos medio paso con respecto a lasiguiente. Este modo de trabajo per-mite llenar los huecos de la pantalla ymejorar la reproducción de los deta-lles. Observe también que el haz elec-trónico siempre tiene un diámetro talque toma varias triadas a la vez.

El fenómeno de la pureza se pue-de entender mejor cuando se utilizandibujos en colores. En la figura 5 sepuede observar como se verían lastriadas de fósforo desde un punto depivote ubicado en el centro de los pun-tos de pivote rojo verde y azul.

En cambio en las figuras 6, 7 y 8se puede observar cómo al mirar des-de el punto de pivote verde sólo seobservan los puntos verdes, desde elpunto de pivote azul los puntos azulesy desde el punto de pivote rojo, lospuntos rojos.

La existencia de tres cañones ge-nera realmente tres tramas de líneassobre la pantalla; una roja otra verde yotra azul. La máscara de sombra ylos imanes de pureza evitarán que unhaz incida sobre el color equivocado,pero no podrán de ninguna maneraconseguir una coincidencia de las tresimágenes de color sobre la pantalla.Los primeros monitores color poseíanimanes de convergencia estática paracontrolar la convergencia en el centrode la pantalla y circuitos electrónicos ybobinas de convergencia dinámica

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Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6

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para corregir la convergencia periféri-ca. En el estado actual de la técnica,la convergencia dinámica es realiza-da por un complejo diseño del yugoen donde se busca que el campomagnético generado no sea uniformesino que dependa del apartamientodel haz central.

En la figura 9 se puede observarcómo sería la imagen de un rectán-gulo rojo, otro verde y otro azul cuan-do no se corrige la convergencia. Porsupuesto que se ha exagerado la se-paración entre cañones para que ladistorsión se observe con más clari-dad. La convergencia dinámica (en laperiferia) se ajusta con la posición delyugo, que está montado sobre el tu-bo con dispositivos que permiten elmovimiento axial y el giro en un án-gulo sólido de 360° sobre el punto depivote central. La convergencia está-tica se ajusta con los imanes monta-dos en el cuello del tubo. Estos ajus-tes se realizan en la fábrica de tuboscon dispositivos robotizados y luegose sella el yugo con adhesivos per-manentes. Este ajuste no debe sermodificados por el reparador salvo siviera en la necesidad de cambiar unyugo. En este caso se deberá remitiral manual para encontrar un métodoespecifico de ajuste si lo hubiera. Es-tá previsto por parte de la editorial larealización de un video aclaratoriodel tema.

EL FOCO ESTATICO YDINAMICO

Para que un haz se presente co-mo un pequeño punto luminoso so-

bre la pantalla, la imagen del cátododebe estar perfectamente enfocadasobre el fósforo. En realidad lo quedebe enfocarse es el llamado cátodovirtual y no el físico. El fenómeno dela emisión electrónica es el siguiente:

El filamento calienta al cátodo yéste emite electrones con carga ne-gativa. Si estos electrones no son re-queridos por el cañón, permanecenformando una nube alrededor del cá-todo. Esa nube tiene un potencial ne-gativo que inhibe la emisión de nue-vos electrones. En cuanto la nubepierde volumen por requerimientosdel cañón que bombardea la pantalla(la grilla de control toma potencial nu-lo con respecto al cátodo permitiendoque los electrones ingresen a la sec-ción de enfoque) la nube pierde po-tencial negativo permitiendo quesean emitidos nuevos electrones. Es-to significa que cuando un tubo tienebuena emisión se produce una nubeelectrónica gruesa que siempre pro-vee de suficiente cantidad de electro-nes al sistema. Cuando el cátodo seagota, la nube se hace más delgaday termina por desaparecer, en esecaso los electrones son extraídos di-rectamente desde el cátodo real quese encuentra un poco más alejado dela pantalla que el virtual y por lo tan-to requiere un ajuste diferente del fo-co.

Los electrones son emitidos enforma paralela al eje del tubo que pa-sa por el centro de los tres cañonescon dirección a la pantalla, perocuando pasan por el yugo deflexio-nan para generar el barrido en la mis-ma. La deflexión es gradual, sin em-

bargo, se puede asignar un punto enel medio del yugo como punto virtualde deflexión y suponer que los hacesse quiebran en ángulo al llegar allí.Ese punto de deflexión es muy im-portante porque a partir de él se ana-liza la curvatura de la pantalla.

Si la pantalla se genera como unasección de esfera utilizando ese ra-dio, la distancia desde el cátodo vir-tual a la pantalla se mantiene invaria-ble, cualquiera sea el punto de fósfo-ro iluminado. En cambio si la pantallaes plana, esa distancia varía y no esposible enfocar toda la superficie dela misma.

En realidad la pantalla ni tienetanta curvatura ni tampoco es tanplana, pero se acerca a la planitudsobre todo en los tubos más moder-nos de 17” con ángulo de deflexióngrande (monitores de poca profundi-dad). En los monitores de 14 y 15” al-canza con ajustar el foco a un valorpromedio y por lo tanto sólo tienen unpotenciómetro de foco, pero los demayor tamaño suelen tener un con-trol de foco central y otro periférico. Amedida que el tubo se agota se re-quiere un nuevo ajuste del foco por-que la nube electrónica del cátodovirtual se hace más delgada. Cuandodesaparece, por lo general es impo-sible ajustar el foco, sobre todo por-que éste varía desde las zonas oscu-ras a las muy iluminadas de la ima-gen; produciendo un marcado efectode solarización en las zonas blancas.También es posible que se produzcaun viraje de los colores dado que loscátodos pueden tener diferentes des-gastes. ✪

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Figura 8

Figura 9