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Reparacion de monitores

  1. 1. Primera de dos partesLeopoldo Parra ReynadaLa reparación de una computadora personalsuele ser muy sencilla, debido a su arquitecturamodular; si, por ejemplo, una unidad dedisquete comienza a manifestar problemas,resulta más fácil y económico cambiarla por unanueva que tratar de repararla; sin embargo,existe un elemento en la PC cuya importancia ycosto es tan alto que en caso de que falle sí
  2. 2. resulta conveniente tratar de rescatarlo: elmonitor. En este artículo trataremos losconceptos básicos necesarios para el servicio aestos periféricos de salida, suponiendo que ellector tiene ya los conceptos informáticosrequeridos y que conoce el papel de la tarjetade video.Estructura interna de un monitor acolor VGA típicoQuienes están acostumbrados a dar servicio ymantenimiento a aparatos electrónicos (televi-sores, videograbadoras, reproductores de CD)seguramente encuentran que la estructurainterna de un monitor de computadora essorprendentemente sencilla. Pero esta sencillezaparente guarda en su interior circuitos de altatecnología, capaces de enfrentarse a situacionesextremas, como veremos a continuación.Todos sabemos que un televisor y un monitorde computadora son aparatos similares (figura1). Esta semejanza no es gratuita, ya que el ele-mento principal de despliegue de imágenes esel mismo en ambos aparatos: un cinescopio enFigura 1
  3. 3. color de alta resolución. Mas si abrimos un mo-nitor, encontraremos un panorama interno bas-tante despejado, distinto a la complejidad quecaracteriza a los televisores comunes.La razón principal de esto es que un monitorya recibe de su tarjeta de video una serie deseñales “pre-digeridas” (figura 2); esto es, quedentro del monitor prácticamente no hay queefectuar ninguna operación compleja dedemodulación, conversión, cálculo, etc.; elaparato simplemente recibe sus señales R-G-B,y las amplifica; también controla el brillo y elcontraste, y las envía al cinescopio. Por otrolado, de la tarjeta de video también se recibenya los pulsos de sincronía horizontal y vertical;así que estas señales sólo deben enviarse a suetapa respectiva, hasta finalmente producir los
  4. 4. barridos necesarios para la exploración total dela pantalla.Con esta descripción, seguramente ya tieneuna idea muy aproximada de la sencillez de laestructura interna de un monitor. En la figura 3se muestra el diagrama a bloques típico de loscircuitos que podemos encontrar dentro de unaparato de estos.En el extremo izquierdo del diagrama encon-tramos el cable que llega desde la tarjeta de vi-deo, y del cual se obtienen directamente las se-ñales análogas que corresponden a los nivelesde rojo, verde y azul (señal RGB). Estas tres lí-neas pasan por un proceso de manejo de color,en donde se les da la forma y amplitud adecua-das para su despliegue; aquí puedenmodificarse aspectos como el brillo, el contrastey la tonalidad de la pantalla (en aquellosmonitores que así lo permitan). Una vez que hanpasado por este bloque, las tres señales sedirigen hacia los amplificadores de color, endonde se les da la amplitud adecuada paraaplicarse directamente a los cátodos delcinescopio. Con esto termina el trayecto de lasseñales de video dentro del monitor; y como hapodido apreciar, el camino que se sigue es muydirecto y con pocas escalas.Justamente hablando del cinescopio, cabepuntualizar que es, por mucho, la parte más im-portante en la estructura de un monitor; se trata
  5. 5. Figura 1 Figura 3del elemento que finalmente convierte losvoltajes de las señales RGB en información lu-minosa en la pantalla. Podemos decir, de hecho,que la estructura interna de un tubo de imagenempleado en monitores de PC es casi idéntica ala de los televisores comunes, por lo que noahondaremos en el tema.Por otra parte, las señales de sincronía pasanpor un proceso similar al que se tendría en untelevisor a color moderno: los pulsos de sincro-nía vertical se envían a un oscilador local, endonde se genera la señal de diente de sierra ne-cesaria para producir los campos magnéticosque desviarán verticalmente a los haceselectrónicos. Una vez generada dicha señal,
  6. 6. pasa a un circuito amplificador de potencia, y deahí se alimenta una corriente pulsante a losyugos de deflexión; así habrá concluido elproceso de la señal V-Sync.De manera simultánea, la señal H-Sync esrecibida por el bloque correspondiente, en cuyointerior se generan también las rampas necesa-rias para la exploración horizontal de la pantalla.Esta señal se aplica a un circuito excitador, queamplifica su valor a una amplitud adecuadapara conseguir el correcto encendido y apagadodel transistor de salida horizontal; éste se en-carga de hacer circular por los yugos horizonta-les una corriente elevada, a fin de garantizar ladesviación lateral de los haces electrónicos. Almismo tiempo, a este transistor de salida hori-zontal se encuentra conectado un transformadorde alto voltaje o fly-back, prácticamente idén-tico a los empleados en televisión; comoimaginará, su labor es la misma: producir el vol-taje superior a 20,000V necesario para lacorrecta operación del cinescopio; además, deél se extraen algunas líneas de alimentaciónsecundarias, y la señal de referencia que serequiere para la operación del circuito ABL.Todos los circuitos que acabamos de especi-ficar son alimentados por una fuente de poder,que toma la energía de la línea de alimentacióny la transforma en los voltajes adecuados parala operación total del aparato; a su vez, sus pro-cesos internos son regulados por un bloque de
  7. 7. control de sistema general.Y puesto que con lo anterior hemos terminadode describir el diagrama a bloques general deun monitor típico, comenzaremos ahora la ex-plicación de un método muy efectivo para el ais-lamiento y la corrección de fallas.Herramientas e instrumental necesariospara el servicio a monitores de PCAntes de iniciar la descripción del método dedetección de fallas, veamos cuáles son los ins-trumentos y herramientas adecuados para darservicio a estos modernos aparatos (figura 4):1) Computadora PC armada y funcionando. Nopodemos comprobar adecuadamente el fun-cionamiento de un monitor de computadora, sino contamos con una PC armada y funcio-nando de forma adecuada como fuente deseñal de despliegue. Aunque no es impres-cindible contar con una máquina de últimatecnología, sería conveniente que el sistemade pruebas fuera capaz de ejecutar Windows98; así aseguraríamos una prueba correcta de,por ejemplo, la respuesta del aparato a lasdistintas resoluciones y profundidades de colorempleadas por el ambiente de trabajoWindows. Un aspecto en el que especialmentedebe ponerse más atención, es en el tipo detarjeta de video que se utilice; ésta debeposeer memoria suficiente para el manejo de
  8. 8. altas resoluciones con gran profundidad decolor (si bien una tarjeta capaz de soportar1024 x 768 a 16.7 millones de colores sueleser suficiente, conviene disponer de una quepueda desplegar un mayor número de puntos).La máquina debe estar complementada pordiversos patrones de video: señal de barras,cuadrícula, puntos, campos de color rojo,verde, azul y blanco, etc. Y si acaso no pudieraconseguir alguno de los distintos programasque generan estas señales, siempre puedecrear sus propios patrones con la ayuda de unprograma de dibujo como Paint Shop Pro.2) Indispensable para el servicio a monitores, esel multímetro digital. Como sabemos, esteaparato sirve para medir las condicionesFigura 4
  9. 9. operativas de los distintos componentes de uncircuito: voltaje, corriente y resistencia.3) Otro instrumento necesario para el servicio amonitores es el osciloscopio, con el cual po-demos rastrear el trayecto de las distintas se-ñales a través de sus circuitos. En su pantalla,este aparato nos permite ver formas de onda;por eso resulta ideal para observar lastransformaciones y posibles defectos en unaseñal dada, con el propósito de detectar cual-quier bloque defectuoso.4) Sin ser un aparato estrictamente indispensa-ble, se recomienda tener un medidor de fre-cuencias; recuerde que existen ciertas osci-laciones y señales que deben trabajar dentrode un rango muy estrecho de frecuencia; cual-quier corrimiento fuera de su valor nominal, setraduce en problemas en el monitor.5) Por supuesto, todo taller de servicioelectrónico debe disponer de herramientascomunes como destornilladores, pinzas, cautíny equipo de soldadura, bobinademagnetizadora, etc. En realidad, como ya sedijo anteriormente, el ser-vicio a monitores nodista mucho de lo que es la reparación detelevisores comunes; por lo tanto, el servicio aunos u otros puede hacerse utilizando lasmismas herramientas.6) No menos importantes, son los manuales deservicio de las marcas y modelos de monitoresmás comunes. Esta información sirve como
  10. 10. guía para reparar casi cualquier monitor, yaque los circuitos integrados básicos para elmanejo de las distintas señales en estos dis-positivos se repiten constantemente entre losdistintos fabricantes.Si cuenta con todo esto, el servicio a monitoresde PC le resultará relativamente sencillo; y mástodavía, si sigue el método de detección de fa-llas que a continuación describimos.Método de detección de fallasLos monitores de plataforma PC han evolucio-nado tanto en los últimos años, que incorporanprestaciones antes inexistentes. Esto puedecrear confusión entre algunos usuarios, sobretodo si después de algún periodo de inactividaden su computadora súbitamente el monitor seapaga (por ejemplo, puede darse el caso de queal estar “bajando” un archivo muy grande deInternet, de repente desaparezca la imagen);también es posible que un monitor presente undespliegue defectuoso, a pesar de que todos suscircuitos internos estén perfectamente; etc.Por todas estas razones, el diagnóstico de fa-llas en monitores de PC se complica ligeramen-te; de cualquier forma resulta más sencillo queel método que tiene que seguirse para aislarproblemas en un televisor común.Veamos cuáles son los pasos lógicos a seguir
  11. 11. en el diagnóstico a un monitor de computadora.Fuente de poderPara toda persona relacionada con la electróni-ca, resulta obvio que el primer elemento quedebemos revisar es la fuente de poder (figura5); no olvidemos que es en este bloque dondese producen los voltajes necesarios para lacorrecta operación de los circuitos de unmonitor.En monitores de PC, las fuentes de poder sonde tipo conmutado; o sea, que su estructura esligeramente más compleja que la de las fuentesreguladas simples, a las que estamos acostum-brados.Figura 5En la figura 6 se muestra el diagrama a blo-ques de una fuente conmutada típica. Observeque, conectado directamente a la línea de ali-mentación (por lo general después de un fusiblede protección y un transformador de filtrado), seencuentra un puente de diodos que rectificadirectamente el voltaje de línea de AC. Esta ten-sión se filtra por medio de un condensador dealta capacidad y voltaje, ya que en su salidatendremos un voltaje de alrededor de 175V(para el caso de una línea de alimentación de115Vac); esta misma tensión se aplica alprimario de un transformador de switcheo
  12. 12. (figura 7), a través de un dispositivoconmutador que se enciende yB+(≈80V)
  13. 13. Figura 7se apaga rápidamente, excitado por un circuitooscilador (figura 8).En el extremo secundario los voltajes inducidosen los embobinados se rectifican y filtran, a finde obtener finalmente los voltajes de DC ne-cesarios para la operación del monitor. De formatípica, estas tensiones son: una línea B+ dealrededor de 80-90Vdc, una línea de 45Vdc parala excitación de la salida vertical, un voltajepara alimentar circuitos de manejo de señalanáloga de 12Vdc, una línea de 5Vdc para laalimentación de los circuitos digitales, y el
  14. 14. voltaje que se requiere para encender losfilamentos de los cátodos del cinescopio.Adicionalmente, y para que efectúe la labor deauto-regulación característica de este tipo defuentes, se toma una referencia de alguno delos voltajes de salida y se envía de vuelta alextremo primario a través de un optoacopladorconectado al circuito oscilador que enciende yapaga al dispositivo conmutador principal(figura 9); con esto, cuando el oscilador se“percata” de que el valor de voltajeFigura 8en su salida está fuera de especificaciones, mo-difica sus condiciones operativas para corregir eldesperfecto.En monitores más modernos, se ha añadido unbloque adicional de control. Además de estar encomunicación estrecha con el circuito principalde sistema de control, este bloque se encargade colocar al monitor en sus distintos modos deoperación según las normas EPA (agencia deprotección al ambiente en Estados Unidos); yademás tiene la responsabilidad de apagar el
  15. 15. monitor luego de un determinado lapso en queel usuario no dé órdenes (lo cual redunda enahorro de energía).Entonces, cuando llegue a su taller un monitorcon problemas, lo primero que debe comprobares la operación de la fuente de poder; pri-meramente verifique la existencia de la tensióninicial de alrededor de 170Vdc; compruebe laoscilación del circuito excitador y el encendido yapagado del conmutador; revise los voltajes desalida, y en caso de que estén fuera de espe-cificaciones revise la realimentación desde lossecundarios; finalmente, compruebe la correctaoperación del circuito de control. Si todo estofunciona con normalidad, podemos estar razo-nablemente seguros de que el problema se en-cuentra en algún otro punto del aparato.Control de sistema (syscon)El siguiente bloque que hay que revisar durantela tarea de diagnóstico, es el control de sistemao syscon; este circuitosupervisa de manera es-
  16. 16. Figura 9trecha el funcionamiento de casi todos los blo-ques dentro del monitor.Cabe señalar que en monitores antiguos estebloque prácticamente no existía, porque se tra-taba de aparatos totalmente análogos, con peri-llas para controlar prácticamente todos los as-pectos operativos del mismo. Pero a la fecha,cuando quedan muy pocos monitores que noson de tipo digital (es decir, que no cuentan conuna botonera frontal para controlar el brillo,contraste, apertura, posición, etc.), el syscon esun elemento completamente indispensable.El corazón del syscon es un microcontrolador(figura 10), el cual posee en su interior unmicroprocesador de baja potencia, rodeado porelementos auxiliares (puertos de entrada y sali-da, circuitos temporizadores, memorias RAM yROM, etc.); y como todo este conjunto vieneencapsulado en un circuito integrado sencillo yde bajo costo, los fabricantes han podido incor-porarlo a sus diseños sin que repercuta dema-siado en el precio al público.
  17. 17. Figura 10Para comprobar el correcto funcionamiento deeste bloque, primero hay que asegurarse de queesté recibiendo su voltaje de alimentación y sureferencia de tierra (figura 11); si carece deéstos, el circuito quedará completamente ino-perante. A continuación, verifique la existenciade señal de reloj, indispensable para la opera-ción de cualquier circuito de control digital; en-seguida compruebe la operación del circuitoreset (para lo cual simplemente debe aplicar unpequeño pulso en BAJO a la terminal correspon-diente del micro). Si hasta aquí todo va bien, esel momento de comprobar sus entradas y sali-das, así como su comunicación con el resto delos circuitos.
  18. 18. Presione las teclas del panel frontal, y com-pruebe que las órdenes efectivamente lleguenal CPU; en caso afirmativo, verifique que a susalida aparezca una serie de instrucciones quese encargarán de llevar a cabo la acción quesolicitamos en el panel; revise cuidadosamenteque exista un intercambio de datos entre el CPUy su memoria EEPROM (debido a que losmonitores modernos ya emplean circuitosdigitales de control, es necesaria la presencia deuna memoria de este tipo para que “guarde” laspreferencias del usuario en cada uno de susmodos de operación). Este punto es de funda-mental importancia, ya que una memoriaEEPROM en mal estado puede provocar que elmonitor presente imagen defectuosa o que sim-plemente “se niegue” a trabajar (igual quecomo ocurre con los televisores modernos).Si hasta aquí no ha habido problema, casi po-demos estar seguros de que el microprocesador
  19. 19. no es la fuente de la falla; en consecuencia, po-demos concentrarnos en los bloques siguientes.Etapa de sincronía horizontalPodría pensarse que una vez descartados lafuente y el microcontrolador, lo primero quetendría-mos que hacer es comenzar a rastrearlas señales de color dentro del monitor; pero esmejor comenzar por la etapa de sincroníahorizontal (figura 12), debido a que en su salidaencontramos al transformador de alto voltaje(mismo que en aparatos modernos se utilizacomo una especie de fuente auxiliar, donde segeneran algunos voltajes necesarios para laoperación del aparato).Como ya se mencionó, los pulsos de sincroníahorizontal llegan directamente desde la tarjetade video; es decir, sólo hay que hacerlos llegaral oscilador horizontal, generar las rampas,enviarlas al excitador H y finalmente alcanzar la
  20. 20. salida H (figura 13), en donde están conectadostanto el yugo de deflexión como el fly-back (fi-gura 14).Figura 13Figura 14Con el fin de comprobar el correcto funcio-namiento de esta etapa, es conveniente utilizarun osciloscopio para rastrear la evolución de la
  21. 21. señal H (aunque la medición directa de la señalen el colector de la salida H está prohibido, amenos que cuente con una punta especial dealto voltaje). Ponga especial atención a lasposibles deformaciones de la señal H encualquiera de sus puntos, ya que cualquiervariación en ella puede traducirse, por ejemplo,en flicker (un parpadeo muy molesto para elusuario) o en pantallas que no se abren deltodo. Compruebe igualmente que todos losvoltajes que salen del fly-back están correctos, yponga mucho cuidado en el circuito ABL;cualquier falla en esta sección, puede bloquearpor completo la operación de la etapa H (y porconsiguiente a todo el monitor).Algo que conviene mencionar en la etapa ho-rizontal de un monitor moderno, es que, a dife-rencia de los circuitos equivalentes en un televi-sor, que siempre trabajan a la mismafrecuencia, la velocidad de operación de laetapa H en un monitor varía considerablemente;esto, dependiendo del modo de despliegue deinformación y la resolución gráfica empleada (esnormal encontrar etapas H cuya frecuenciaoscila entre 35 KHz y 75 KHz). Es muyrecomendable que consulte en el manual deservicio del aparato las frecuencias deoperación normales para cada modo dedespliegue, para que pueda comprobar el buenfuncionamiento del circuito.
  22. 22. Etapa de sincronía verticalSi ya comprobó adecuadamente la operación dela etapa H del monitor, revise ahora el funciona-miento de la etapa V (figura 15). En compara-ción con el bloque H, el manejo de los barridosverticales es sorprendentemente sencillo; asíque no le costará mayor trabajo rastrear lasdistintas señales dentro de esta sección, ydetectar cualquier anomalía desde la entrada delos pulsos V hasta la generación de los barridosV que se envían hacia los yugos.Figura 15Manejo de colorHemos dejado al final la etapa de manejo de co-lor (figura 16), debido a que un error en ella nobloquea la operación general del sistema (pro-blema que sí pueden generar todos los demásbloques); en el peor de los casos, nos enfrenta-remos a un monitor que enciende, que tienerastro en pantalla, pero que carece deinformación de video.
  23. 23. Para diagnosticar esta etapa, basta con utilizarun osciloscopio con el fin de hacer un ras-Figura 16treo desde la entrada de la tarjeta de videohasta la salida de los amplificadores de color; elobjetivo es comprobar que la señal no sufradefectoso se pierda en un momento determinado (figura17). En caso de que las tres señales seperdieran, es muy probable que la falla no seencuentre en la etapa de manejo de color, sinoen el syscon; puede ocurrir que esté aplicandoun video-MUTE permanente, o que en él se hayadesprogramado la EEPROM (con lo que todos losvalores operativos de la sección se habránperdido).En el remoto caso de que efectivamente estéfallando el integrado de manejo de color, no hayrazón para preocuparse demasiado; por lo gene-ral se trata de un circuito estándar quefácilmente se consigue en el mercado; si no loencuentra, acuda a los llamados “deshuesos”,
  24. 24. (ya que estos circuitos presentan un bajo índicede fallas).CinescopioHemos dejado al final el aspecto del cinescopio(figura 18), en el entendido de que se considerafalla en este dispositivo, por ejemplo, una más-cara de sombras magnetizada, errores en pure-za y convergencia, fallas en el enfoque, etc. Yen vista de que estos problemas puedeneliminarse a través de métodos ya conocidospor todo técnico en servicio electrónico, noabundaremos en el particular.Si llega a encontrar un cinescopio defectuoso,lo más recomendable es sugerir al cliente queadquiera un nuevo monitor; el motivo es quecomo estos dispositivos son de alta precisión,Figura 17Señal barras R Señal barras G Señal barras B
  25. 25. generalmente no quedan bien cuando son “re-parados” (además, el costo de un cinescopionuevo es casi igual al de un nuevo monitor).Sólo si el cliente está dispuesto a hacer el gasto,trate de conseguir un cinescopio de las mismascaracterísticas del original; en caso contrario, lacalidad del despliegue sufrirá un menoscabomuy apreciable.Como ha podido apreciar, los pasos para de-tectar fallas en monitores están perfectamenteestructurados, y van desde aquellos bloquesque
  26. 26. Azul Figura 18afectan directamente la operación general delsistema hasta otros que pueden presentar fallas
  27. 27. apenas perceptibles.Le recomendamos que practique en variasmarcas y modelos de monitores, y verá que entodos ellos los pasos a seguir son los mismos.En el próximo número de esta revista, haremosuna descripción más detallada del rastreo deseñales dentro de un monitor; también veremosuna serie de fallas típicas resueltas y co-mentadas.VerdeRojo

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