Electrónica y Servicio 02.pdf

ELECTRONICA radio-gráfica ELECTRONICA radio-gráfica
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en los artículos, son propiedad de sus respectivas
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Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial
por cualquier medio, sea mecánico o electrónico.
No.2, Nueva Epoca, Abril de 1998
Cienciaynovedadestecnológicas................. 5
Alberto Franco Sánchez
Perfil tecnológico
La revolución de los medios ópticos......... 7
Felipe Orozco y Leopoldo Parra
Leyes,dispositivosycircuitos
Principios de la generación de
la electricidad...............................................16
Oscar Montoya Figueroa
Quéesycómofunciona
Cámaras de video digital
para consumidor..........................................27
Leopoldo Parra Reynada
Serviciotécnico
Mecanismo de tres discos tipo carrusel
en reproductores de CD’s........................... 36
Ajustes electrónicos en televisores
RCA y General Electric................................43
Francisco Javier Orozco Mancilla
Análisis de la señal de video compuesta.. 54
Carlos García Quiroz
Electrónicaycomputación
Programas de diagnóstico para
el servicio a PC’s......................................... 64
Gerardo A. Laguna
Proyectosylaboratorio
Construcción de un frecuencímetro....... 73
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Venta de
información técnica
de todas las
marcas

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CIENCIA Y NOVEDADES
TECNOLOGICAS
CIENCIA Y NOVEDADES
TECNOLOGICAS
El nuevo DiscMan de SONY
Aunque el concepto de los CD-ROM portáti-
les no es reciente, queremos comentar
acerca del lanzamiento de una nueva uni-
dad de Sony, el CD-ROM DiscMan, que tiene
características muy interesantes, como la
flexibilidad de sus prestaciones en un chasis
muy reducido.
Este pequeño equipo mide 13.2 cm. de
base, 2.6 cm. de altura y 16.8 cm. de fondo,
y pesa ¡291 gramos! incluyendo las cuatro
pilas doble A. La energía de las baterías
puede durar hasta dos horas usando el apa-
rato exclusivamente como CD ROM y hasta
doce horas como CD de audio musical.
Esto concepto proporciona una solución
ligera para usuarios de computadoras Note-
book, y que desean a la vez obtener la pres-
tación del CD musical, de manera portátil y
autónoma de otros equipos.
La interface con la computadora en estas
unidades se lleva a cabo por medio de un
adaptador PCMCIA, por lo que prácticamen-
te es compatible con cualquier computado-
ra que incluya una bahía de expansión de
dicho estándar.
Un cassette inteligente:
la cinta DV CAM
Con el propósito de apoyar la transición
entre el video analógico y el video digital,
Sony lanzó recientemente al mercado un
sistema de producción digital que es com-
patible con el equipo analógico existente.
Este nuevo sistema consta de cámaras para
la grabación y estaciones de edición, siendo
estas últimas sistemas de cómputo que pro-
cesan las señales digitales.
Como parte de este nuevo sistema, Sony
creó la cinta DV CAM, la cual contiene un
chip de memoria donde se almacena infor-
mación de control que será usada en las
etapas posteriores de la producción de vi-
deo. Por ejemplo, en ese dispositivo quedan
registrados los parámetros de ajuste de la
cámara original para cuando se requiera
colocar el cassette en otra cámara; en tal
caso, el cassette proporciona la información
a la nueva cámara y esta se ajusta a los
parámetros anteriores.
Además ofrece ventajas para la edición,
ya que registra la información básica (tiem-
pos, por ejemplo) sobre todas las tomas
que se van haciendo durante la grabación;
de esta manera, podríamos decir que la edi-
ción comienza desde la toma de imágenes.
Para ser más específicos, la cámara DRS-130
de Sony registra en esta memoria adicional
el código de tiempo del punto de entrada
(C : T : in) y el punto de salida (C : T : out) de
cada una de las tomas, así como un índice
de imágenes con un cuadro de cada toma.
Por último quien hace las tomas puede
determinar, desde ese momento, la califi-
cación de las mismas (si éstas son correctas
[OK] o no [NG]).
3M presenta el LS-120: SUPER DISK
Conforme al desarrollo de la industria de
cómputo, los tradicionales disquetes de 3.5
pulgadas están llegando a su obsolescencia
como medios de transporte y respaldo de
archivos, pues brindan una capacidad insu-
ficiente para las nuevas necesidades infor-
máticas. La solución que hasta hace poco
tenían los usuarios que requerían respaldar
y transportar volúmenes masivos de infor-
mación, era recurrir a otros métodos cos-
tosos y poco prácticos, como las unidades
de cinta, los CD’s grabables o las unidades
de disco removibles del tipo ZIP o JAZ.
Hace poco más de un año, la compañía
mundial 3M, a través de su filial Imation,
presentó el SUPER DISK®, un disquete mag-
nético similar en tamaño y forma al tradi-
cional de 3.5, pero con la capacidad de
almacenar 120 MB, es decir, 83 veces más
información que aquél y 20% más que las
unidades ZIP. Pero tal vez la ventaja prin-
cipal no sea la capacidad en un dispositivo
de reducidas dimensiones, sino el hecho de
la unidad de disquetes LS-120 es compatible
con los disquetes de 3.5 pulgadas, además
de que funciona hasta cinco veces más rápi-
do que las unidades de floppy conven-
cionales.
Este formato es muy prometedor, y qui-
zás se constituya en el estándar entre los
medios de transporte y respaldo de archi-
vos, pues el concepto de “compatibilidad”
ha sido determinante en la expansión de la
industria de las computadoras personales.
Alberto Franco Sánchez

LA REVOLUCION
DE LOS MEDIOS
OPTICOS
LA REVOLUCION
DE LOS MEDIOS
OPTICOS
Felipe Orozco y Leopoldo Parra
El surgimiento del disco
compacto de audio digital,
desencadenó una revolución en
los medios de almacenamiento de
información, considerada ésta en
sentido amplio (datos, texto,
audio, imágenes, video), pues
permitió grabar enormes
cantidades de datos en un disco
de apenas doce centímetros de
diámetro. El CD musical y todos
los formatos que se derivaron de
dicha tecnología, tienen una base
física común: el registro y lectura
de información por medios
ópticos. En este artículo,
revisaremos los principios en que
se apoya esa tecnología y
haremos un recuento de los
principales formatos que se han
derivado del CD musical.
PERFIL Tecnológico
Medios de soporte de información
Los medios de registro de información, constitu-
yeron una base fundamental en el desarrollo de
las civilizaciones, pues permitieron aumentar la
memoria colectiva, remontar las barreras del
tiempo y, por consecuencia, incrementar el ba-
gaje intelectual de los pueblos. La primera forma
material que se supone se empleó en la antigüe-
dad, fue la tableta de arcilla, en la cual se gra-
baban incisiones que representaban letras o
números (la escritura cuneiforme de los antiguos
babilonios); luego vino el rollo o tira continua
de papiro (el antecesor del papel) usado por los
antiguos egipcios; más tarde el códice o cuader-
no de pergamino, que con los siglos evolucionó
hasta el concepto de hojas de papel agrupadas
para formar un volumen (libro); y, finalmente,
en nuestro siglo, el disco de acetato, la cinta
magnética, el disco magnético y los discos
ópticos.
Esta amplia variedad de medios de almace-
namiento, ha implicado una diversidad de
recursos y dispositivos para conservar la infor-
mación: incisiones (bajorrelieve) en las tablillas
babilónicas; tintas y plumas de ave para la escri-
tura sobre papiros y pergaminos; la imprenta
para el estampado en papel; los campos mag-
néticos para la grabación en cinta y discos; sur-
cos grabados en la superficie de discos de acetato
y protuberancias microscópicas sobre la super-
ficie de un disco de policarbonato, para ser leídos
mediante un rayo láser (figura 1).
El surgimiento de los medios ópticos, consti-
tuyó una transformación rotunda de los métodos
de almacenamiento de información, pues per-
mitió grabar enormes cantidades de datos en un
disco de apenas doce centímetros de diámetro.
El primer dispositivo óptico fue el videodisco
láser, aunque el medio que desencadenó la revo-
lución de los sistemas ópticos fue el disco com-
pacto de audio digital, capaz de almacenar hasta
74 minutos de audio; de ahí se derivaron múlti-
ples formatos y variantes, siendo el más impor-
tante el disco compacto para computadora o CD-
ROM (Compact Disc-Read Only Memory), el cual
permitió almacenar hasta 640 megabytes de
información, el equivalente a dos ediciones
completas de la Encyplopaedia Brittanica.
La ventaja principal del CD-ROM, fue que
permitió a las compañías fabricantes de software,
desarrollar programas de computadora de una
clase llamada “multimedia interactiva”, en la cual
se combinan texto, imágenes, sonido, animacio-
nes y video, brindando además al usuario la
posibilidad de interactuar de forma dinámica con
esa información heterogénea. Y es que el CD-
ROM ofreció por primera vez un soporte ligero y
barato para la grabación digital de enormes
cantidades de datos, justamente como las que
requiere la multimedia interactiva.
Todos los formatos ópticos que se derivaron
del CD musical, así como los desarrollos concep-
tuales y tecnológicos que propició el CD-ROM,
mantienen una base física común: el almacena-
miento y lectura de información por medios
ópticos.
En este artículo, revisaremos los principios de
grabación y lectura de datos por procedimientos
ópticos y haremos un recuento de los principales
formatos que se han derivado del CD musical.
El surgimiento de la tecnología óptica
A finales de la década de los 70’s, la compañía
Philips había desarrollado un método para grabar
información en surcos microscópicos y recupe-
Figura 1
La escritura en bloques de piedra y en tabletas de arcilla fue una de las
primeras formas de registro de información, al igual que el uso del papiro.
La historia de los antiguos pueblos egipcios y babilonios ha podido ser
reconstruida gracias a estos registros. Cuiriosamente, en el CD la
grabación de información también se realiza en forma física, mediante
una serie de microscópicas protuberancias llamadas pits.
7 8

rarla mediante un rayo láser. La aplicación que
los ingenieros de esta compañía le dieron a tan
novedoso sistema fue en el “disco láser de video”,
cuyo lanzamiento al mercado se dio en 1980, con
la intención de ofrecer una alternativa viable a
los formatos de videocinta Beta y VHS, que por
entonces inauguraban una era en el terreno del
video doméstico (figura 2).
Sin embargo, tal vez por tratarse en ese tiem-
po de una tecnología muy avanzada para las
condiciones de la industria en el mundo, o por
resultar muy costosa con relación a las video-
cintas, Philips no obtuvo el éxito esperado con
el videodisco en esos años. Mas este gran avance
sentó las bases del disco compacto digital. Al
respecto, conviene precisar que en el videodisco
láser la información no se graba digitalmente,
sino de manera analógica.
Por otra parte, hacia fines de los 70’s, las técni-
cas digitales habían alcanzado un grado de ma-
duración que los hacía susceptibles de aplicarse
en electrónica de consumo, en buena medida
estimuladas por los avances en la producción de
circuitos de gran escala de integración. Este
panorama, aunado a las ventajas de las técnicas
digitales sobre las analógicas, llevó a Philips a
considerar el desarrollo de un disco láser para
grabación de audio basado en procedimientos
numéricos.
El inconveniente fundamental que enfrentaba
Philips para desarrollar un medio de almacena-
miento con estas características, era el proceso
de conversión de la señal analógica en un forma-
to digital y su posterior reconversión a la expre-
sión análoga. Por entonces ya existían desarro-
llos comerciales de circuitos convertidores de
análogo a digital (A/D) y de digital a análogo
(D/A), pero como Philips había dedicado mucho
tiempo a la investigación y desarrollo de la
tecnología para el almacenamiento y recupe-
ración de datos en formato óptico, no disponía
de un desarrollo propio para la conversión A/
D/A de señales de audio.
Conscientes de que desarrollar un método
propio para resolver está cuestión técnica podría
tomarles varios años, los directivos de Philips
decidieron establecer alianzas estratégicas con
otras compañías que ya disponían de esa tecno-
logía. Concretamente, llegaron a un acuerdo con
la firma japonesa Sony, para el lanzamiento co-
mún del nuevo disco compacto de audio digital.
Los ingenieros de Sony habían desarrollado
a fines de los 70’s un procedimiento para la gra-
bación de audio análogo en forma digital a través
de una codificación PCM (Pulse Code Modulation).
Inclusive, algunos de sus modelos de videograba-
doras Beta, llegaron a incluir circuitos que per-
mitían la adición de un módulo especial para el
manejo del audio estéreo Hi-Fi digital.
Finalmente, de la unión de tecnologías de es-
tas dos grandes empresas mundiales, surgió en
1982 el disco compacto de audio digital. Rápida-
mente, este novedoso sistema atrajo la atención
de otros fabricantes de equipos, pues el CD
ofreció indudables ventajas sobre los tradicio-
nales medios de almacenamiento de audio: el
disco negro de acetato y la cinta en cassette.
Luz y protuberancias
En un disco de acetato la información se graba
mediante pequeños surcos en forma de espiral;
es en las paredes de dicho surco donde se graba
el audio analógico que posteriormente es recupe-
rado por una aguja de zafiro o de diamante
(figura 3). La aguja, al recorrer el surco, vibra
según las ondulaciones grabadas en las paredes
del mismo y transmite la información de audio
analógico hacia una pastilla magnética, donde
se obtiene la señal eléctrica respectiva, misma
que es filtrada y amplificada para su posterior
salida por los altavoces.
¿Cuál es el principio de almacenamiento y lec-
tura de información en los sistemas ópticos? En
este caso, no existe aguja ni contacto físico entre
el medio recuperador y el medio de almacena-
miento, como tampoco existe un surco con pare-
des grabadas.
En los discos ópticos, para almacenar los da-
tos, se utiliza un track o pista de información cons-
tituida por minúsculas elevaciones de longitud
variable, a las cuales se les llama pits (en inglés
pit significa hueco, pero se emplea este término
porque en el disco matriz, que es como el nega-
tivo del CD, la información va codificada en mi-
croscópicos huecos o depresiones). De hecho, po-
demos decir que el pit es la célula o unidad básica
de información en los discos ópticos digitales.
Las dimensiones de estos pits son sorprenden-
tes: tienen un ancho de sólo 0.5 micras (una
micra = una milésima de milímetro); su altura es
de tan sólo 0.11 micras, y su longitud puede va-
riar desde 0.83 hasta 3.5 micras (figura 4). A su
vez, la separación entre tracks adyacentes es de
tan sólo 1.6 micras. Estas dimensiones proba-
blemente no tengan para usted un significado
en primera instancia; sin embargo, para brindarle
una perspectiva más apropiada, en la figura 5 se
muestra una comparación de los tracks de un
CD musical con un surco de un disco de acetato
y con el grueso de un cabello humano.
¿Cómo puede operar un sistema de lectura
con dimensiones tan reducidas de los datos? En
principio, la lectura de los datos sólo puede ser
realizada con un elemento tan fino como lo es
el rayo láser, es decir, se requiere de principios
ópticos; sin embargo, este procedimiento se apo-
ya a su vez en otros conceptos de ingeniería:
1) La digitalización de los datos.
2) La autocorrección de la orientación del rayo
láser cuando se defasa de la pista de datos.
Figura 2
64 micras Cabello
40
tracks
CD
60
tracks
Disco de
acetato
Ancho de track
de un disco
compacto
Surco de información
Figura 3
Microfotografía de la superficie de
datos de un CD.
En un disco convencional el propio surco sirve
de guía a la aguja, como se muestra en esta
ampliación.
En una cinta magnética, existen guías
mecánicas para la correcta trayectoria
de la cinta.
Figura 4 Figura 5
En un disco compacto, la información se graba mediante
diminutos pits o elevaciones. Al área respectiva se le llama
superficie de datos.
Espacio libre entre
pits 0.833 a 3.54 µm Largo del pit 0.833 a 3.54 µm
Separación entre
tracks 1.6 µm
Ancho del
track 0.5 µm
00000001001000001001000.. Haz láser 1.7 µm (spot)
9 10

3) La autocorrección de los datos para eliminar
los errores normales en un sistema de esas
dimensiones.
4) La traducción de los datos de digital a análogo,
de modo que en la salida se obtenga la misma
señal analógica que se captó en el estudio de
grabación.
En los siguientes apartados comentaremos algu-
nas generalidades de estos procesos involucra-
dos en los sistemas de almacenamiento óptico
de datos.
Tecnología digital
La tecnología digital tiene notables ventajas en
comparación con los medios de almacenamiento
de audio y video analógicos, como el disco de
acetato y la cinta de video magnética. Con las
técnicas analógicas, cualquier imperfección du-
rante las etapas de registro, almacenamiento o
reproducción de la grabación afecta la calidad
de la señal de audio y/o video. Por ejemplo, un
disco sucio provoca ruido; una velocidad de giro
irregular acarrea problemas de ululación y vibra-
ción; una cabeza sucia o una aguja desgastada,
origina distorsión. Estas imperfecciones no
ocurren en el almacenamiento digital, donde
gracias a la naturaleza binaria de los datos alma-
cenados, cualquier fuente de ruido externo se
elimina rápida y eficientemente, permitiendo la
recuperación de una señal que es virtualmente
idéntica a la original.
De analógico a digital
En la tecnología del disco óptico, exceptuando
la información de video de los discos láser, las
señales analógicas son convertidas en señales
digitales. Durante este proceso, la señal analógi-
ca de audio y/o video es dividida en varias partes
y convertida en una serie de valores llamada
“muestreo”. En cada muestreo se explora una
forma de onda que representa una señal de audio
o de video, y esta exploración se lleva a cabo en
intervalos iguales. La fuerza y la polaridad de la
señal analógica original en estos intervalos, pue-
den expresarse con números decimales (1, 2, 3,
etc.); así, tanto la magnitud como la polaridad
de dicha señal ( + ó - ) quedan indicadas de punto
a punto. Vea la figura 6.
La frecuencia y el número de bits con que se
mide la magnitud de la señal en una forma de
onda, determinan la exactitud del registro de la
forma de onda original; por consiguiente, el nú-
mero de bits debe ser tal que estos pasos deben
ser muy pequeños (la variación mínima regis-
trable es del orden de unos cuantos microvol-
tios); y por lo que se refiere a la frecuencia, ésta
debe ser lo suficientemente elevada para garan-
tizar la correcta captura de todo el ancho de ban-
da de la señal original.
Un convertidor A/D transforma los valores
decimales en una notación binaria: bits. Los bits
sólo consisten en 1’s y 0’s, y mediante la combi-
nación de éstos se pueden expresar los números
decimales en forma de notación binaria.
Estos son ejemplos de notación binaria en tres
bits:
Decimal Binaria
1 001
2 010
3 011
4 100
5 101
6 110
7 111
La señal analógica se convierte entonces en una
señal digital que ahora consiste en una serie de
pulsos: pulsos para los 1’s y ausencia de pulsos
para los 0’s. Estos pulsos en serie se graban en
la superficie del disco maestro en forma de pits
de tamaño microscópico; y esto se hace con un
rayo láser muy fino.
En la mayoría de las grabaciones, cada valor
analógico muestreado (44,100 por segundo) es
convertido en una línea de 16 bits en vez de los
tres que se acaban de ejemplificar; de esta mane-
ra, se obtiene un total de más de 1 millón de bits
por segundo. Un número de 16 bits de 1’s y 0’s
puede expresar un máximo de 65,536 diferentes
valores; o sea, que dos posibles valores para cada
bit = 216
= 65,536 posibilidades.
Exploración del disco
Al igual que en los discos de acetato, en los dis-
cos ópticos la información se graba en forma de
una pista en espiral; sin embargo, en este medio
la lectura va de la parte más interna del disco
hacia la periferia.
Durante la reproducción, el láser proyecta su
luz sobre los pits y la superficie de espejo que
separa a dichos pits. Cada vez que el láser cae
sobre esta superficie de espejo, el rayo es refle-
jado en una celda fotoeléctrica; cada vez que
encuentra un pit, la fotocelda recibe únicamente
un reflejo muy débil (figura 7). Es decir, la celda
fotoeléctrica recibe una serie de pulsos de luz
que corresponde a los pits y a las superficies entre
pits del disco. En esta señal resultante van
implícitos los 1’s y 0’s recuperados desde la
superficie el disco.
Por su parte, un convertidor D/A reconvierte
la serie de pulsos en un código binario de 16 bits;
ahora la señal analógica original puede ser
reconstruida
Sistema CIRC
Gracias al sistema de lectura óptica, no se pro-
duce fricción entre el láser y el disco. De esta
manera, los discos no se desgastan, aunque se
reproduzcan en incontables ocasiones (sin em-
bargo, se deben tratar con cuidado, ya que las
ralladuras, residuos de grasa y polvo pueden
interrumpir o difractar la luz, teniendo como con-
secuencia que series completas de pulsos sean
“brincadas” o distorsionadas).
Las pérdidas de información que llegan a
producirse por las ralladuras mínimas, pueden
corregirse gracias a que durante la grabación se
incluye un sistema de protección de datos; en el
caso del disco compacto, este método recibe el
nombre de CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon
Code o Código Reed-Solomon Entrelazado y
Cruzado). Se trata de un sistema corrector de
errores, que de forma automática inserta o
intercala cualquier información perdida o daña-
da; para esto, realiza diversos cálculos matemá-
ticos que no describiremos.
La función del CIRC es de primordial impor-
tancia en la correcta recuperación de datos de
un disco compacto, ya que los errores de lectura
son un fenómeno relativamente frecuente (sin
la acción de este sistema de protección, hasta la
más leve vibración del piso podría provocar que
el sonido se distorsione).
Otros sistemas ópticos
Como ya mencionamos principio, esta tecnología
tan poderosa no sólo se aprovecha en los discos
digitales de audio, sino que también se aplica
en otros formatos. A continuación se describen
algunos de los formatos derivados del disco
compacto de audio digital.
El disco láser de video
Si bien el disco láser de video es anterior al disco
compacto de audio, ya que fue presentado por
Philips en 1980, dos años antes que el primer
En un proceso de conversión A/D, los niveles de voltaje en la
entrada son convertidos en combinaciones de 1's y 0's que
representan fielmente a la señal original.
Conversión
A/D
10100....1011010001..
Figura 6 Figura 7
Parte plana
Haz incidente
Haz reflejado
Lente
objetivo
Porción del pit
0.11
micra
Haz reflejado
Haz incidente
Lente
objetivo
Haz
reflejado
Huella del rayo láser
Track
Salida de
fotodetector
Incidencia del haz láser sobre el CD Resultado eléctrico del proceso anterior
11 12

CD de audio llegara al mercado, como tuvo una
acogida muy pobre por parte de la industria,
prácticamente fue archivado entre los múltiples
formatos que compitieron por la supremacía en
el mundo del video casero.
Sólo el apoyo de un grupo de compañías (en-
tre las que destaca Pioneer), logró rescatar esta
tecnología y colocarla como un estándar en el
mundo del video casero, superior a la de los for-
matos de cinta Beta o VHS.
El CD-ROM
Ya mencionamos que los CD-ROM son física-
mente idénticos y de la misma tecnología que
un disco compacto de audio digital. Justamente
por esas propiedades, es un medio que puede
almacenar hasta 640 megabytes de información,
una cantidad extraordinaria en un reducido
espacio, comparada con un disco duro promedio
(figura 8).
Precisamente por esa capacidad de almacena-
miento, los CD-ROM’s se utilizan sobre todo en
aplicaciones de multimedia interactiva, donde
los gráficos y el audio consumen grandes canti-
dades de espacio; aunque cada vez se les emplea
con mayor frecuencia en la distribución de pro-
gramas diversos, librerías de programas, etc.
Cabe mencionar que ya existen unidades co-
merciales para discos que sí pueden grabarse, a
las cuales se les denomina CD-WORM (Write
Once, Read Many) o simplemente quemadoras
de discos CD, dado
que un láser de alta
potencia va queman-
do pequeñas zonas de
material para producir
la pista de pits donde
se aloja la información
en estos medios.
El CD-I
El Disco Compacto In-
teractivo (CD-I) fue un
desarrollo de Philips
que trató de competir
con el CD-ROM, ya
que su utilidad era
prácticamente la mis- Figura 8 Figura 9
ma; esto es, en un CD-I también podían grabarse
textos, imágenes, animaciones, sonidos, etc. Su
ventaja inicial era que para aprovechar un CD-
ROM se necesitaba una computadora personal
poderosa, mientras que para utilizar los CD-I tan
sólo se requería un aparato lector que se conec-
taba al televisor. Sin embargo, como las compu-
tadoras personales se abarataron a la par que se
incrementó su poder, el CD-ROM tomó el lide-
razgo en el campo de los medios interactivos de
almacenamiento.
Disco compacto para fotografía (Photo-CD)
Este es un desarrollo que hizo Kodak a finales
de los 80’s, como una opción para almacenar un
gran número de fotografías en un CD idéntico al
de audio en dimensiones y tecnología, pero cuyo
formato interno estaba especialmente dedicado
al manejo de imágenes (figura 9). Durante algún
tiempo se vendieron lectores especiales de
Photo-CD para conectarlos al televisor, utilizan-
do el disco como “álbum de fotos”; sin embargo,
en la actualidad prácticamente toda esta tecno-
logía se ha desplazado al mundo de las compu-
tadoras personales.
Los medio magneto-ópticos
Una situación especial la tenemos en un desa-
rrollo relativamente reciente, el cual permite la
utilización de tecnología óptica combinada con
fenómenos magnéticos: los medios de alma-
cenamiento magneto-ópticos para grabar y leer
información digital.
A principios de este siglo se descubrió que
ciertos materiales podían ser magnetizados si su
temperatura se elevaba por encima de un cierto
punto umbral, al cual se le llamó “temperatura
Curie”, en honor a los descubridores del efecto.
Empleando un rayo láser que calienta la su-
perficie de un material metálico al tiempo que
se le aplica un campo magnético (figura 10), se
puede almacenar información digital, con la
ventaja de que la densidad de almacenaje es ex-
traordinariamente elevada; por ejemplo, en un
disco de 3.5 pulgadas, se pueden grabar desde
100 hasta varios cientos de megabytes.
Muchas compañías están compitiendo para
conseguir que su formato de discos magneto-
ópticos sea el reemplazo de los tradicionales
disquetes de 1.44 MB; el más usual, aunque ya
en vías de la obsolescencia técnica. Ejemplos de
discos magneto-ópticos son el MiniDisc de Sony
(lanzado al mercado en 1993 como un formato
alternativo de audio digital, figura 11), las unida-
des IOmega, etc.
El DVD
El próximo paso en la evolución de los medios
de almacenamiento ópticos es sin duda alguna
el DVD, siglas de Disco Versátil Digital. Este disco
se fabrica con la misma tecnología de un CD de
audio normal, pero llevado un paso adelante:
gracias a la utilización de nuevas tecnologías de
fabricación de diodos láser, y al empleo de fre-
cuencias de operación más elevadas, es posible
reducir aún más el tamaño de los pits y del es-
pacio entre pistas de información (figura 12); esto
permite una mayor densidad de información y,
por lo tanto, un incremento significativo en la
cantidad de datos que se pueden grabar en un
solo disco de 12 cm, de hecho, las dimensiones
físicas externas de ambos formatos son las
mismas.
Sólo como referencia, un CD-ROM convencio-
nal puede almacenar hasta 640 megabytes de
información, mientras que un DVD puede conte-
ner hasta 4.7 gigabytes, y gracias al desarrollo de
novedosos métodos de escritura por capas, esta
capacidad puede aumentar hasta casi 18 giga-
bytes de información en un solo disco de 12 cm.
Esa enorme capacidad de almacenamiento
podría parecer exagerada para el usuario de
computadoras; sin embargo, resulta ideal para
Para grabar un disco por medios magneto-ópticos,
un rayo láser de alta potencia eleva la temperatura
de un punto en el disco (1), al tiempo que se le
aplica un campo magnético intenso (2).
Gracias al efecto Curie, una vez que se ha
apagado el láser el punto queda
magnetizado, con lo que queda
grabado un bit de información (3).
1
2
3
Figura 10
Figura 11
Una comparación entre el
tamaño de los pits de
información de un CD y
los de un DVD.
CD
DVD
Figura 12
13 14

M A G N E T O
C O N
M A G N E T O
C O N
República de El Salvador No. 23-6 (por Aldaco)
México, D.F. Tel. 5-21-34-03
Todo para fabricar o
reparar:
Transformadores
y Bobinas
la distribución de películas digitalizadas, por lo
que se calcula que en pocos años el DVD se
convertirá en el medio de venta de películas más
popular, por encima de las cintas VHS, ofrecien-
do además la ventaja de una calidad de imagen
y sonido superiores a las de las cintas analógicas.
El DVD seguramente va a imponerse como
un formato estándar, gracias a que ha sido dise-
ñado y es apoyado por un grupo de compañías
muy importantes, como Philips, Sony, Toshiba y
Matsushita.
¿El futuro será de los medios ópticos?
Sin duda, los medios ópticos constituyen una
alternativa importante en el futuro inmediato,
para el registro de cantidades extraordinarias de
información. No obstante, los medios magnéticos
también se encuentran en gran efervescencia;
incluso, la vertiente donde se combinan las tec-
nologías óptica y magnética resulta cada vez más
atractiva para los usuarios de computadoras.
Se avizora que en un futuro inmediato se ge-
neralice en los hogares el uso de los sistemas
ópticos, cuando menos de alguna de sus varian-
tes: reproductor de CD’s musicales, computadora
con lector de CD-ROM, un lector de DVD’s o gra-
badora de MiniDisc.
Por otra parte, hay una posibilidad más que
aún se encuentra en la etapa de experimenta-
ción: los hologramas. Incluso, los microcircuitos
de memoria también podrían en determinado
momento plantearse como alternativas viables
para el almacenamiento de grandes cantidades
de información, lo que a su vez implicaría una
revolución total en ese aspecto, pues las memo-
rias de semiconductor carecen de partes móviles,
lo que garantiza una vida útil virtualmente
ilimitada.
Nos esperan años muy interesantes en el
campo del almacenamiento de datos, como en
otros tantos que en alguna forma tienen que ver
con la transmisión y proceso de información en
sus distintas modalidades.
PRINCIPIOS DE LA
GENERACION DE
LA ELECTRICIDAD
El principio físico según el cual
una de las partículas atómicas, el
electrón, presenta una carga a la
que por convención se le
considera negativa, constituye el
fundamento de una de las fuentes
de energía más importantes de la
vida moderna: la electricidad. En
este artículo de nivel básico, se
explican las seis principales
formas de generación de
electricidad: por fricción o
inducción, por reacción química,
por presión, por calor, por luz y
por magnetismo. Y también se
aprovechan las explicaciones
para sugerir algunos
experimentos.
LEYES, Dispositivos y circuitos
PRINCIPIOS DE LA
GENERACION DE
LA ELECTRICIDAD
Noticia histórica
Si bien la electricidad fue conocida por los anti-
guos griegos aproximadamente en el año 600 AC,
cuando Tales de Mileto observó que el ámbar
adquiere la propiedad de atraer objetos ligeros
al ser frotado, el primer estudio científico de los
fenómenos “eléctricos” fue publicado en 1600,
por William Gilbert, un médico británico que utili-
zó el término eléctrico (del griego elektron, que
significa “ámbar”) para referirse a la fuerza que
ejerce esa sustancia al ser frotada, y quien tam-
bién estableció la diferencia entre las acciones
magnética y eléctrica.
En esa época, aún no estaban totalmente sen-
tadas las bases de la revolución científica de la
que surgiría la física clásica, y que tomaría forma
definitiva en el siglo XVIII, con Isaac Newton,
quien estableció una serie de principios que da-
rían base al método científico. No obstante, a par-
tir de entonces se produjeron avances impor-
tantes que culminarían en el siglo XIX, cuando
diversos investigadores desarrollan toda la base
teóricopráctica para la generación, aprovecha-
miento y distribución de la electricidad, y que
tendrían como punto final el establecimiento de
15 16

las primeras redes de distribución de fluido eléc-
trico hacia los hogares y la industria (figura 1).
En la tabla 1 se muestran los principales acon-
tecimientos en la historia de las investigaciones
y desarrollos prácticos en materia de electricidad
y magnetismo.
Formas de generar electricidad
Básicamente, existen seis formas diferentes de
generar electricidad, aunque sólo algunas pue-
den considerarse fuentes eficaces de energía. Lo
característico en todas es que hay que liberar los
electrones de valencia a partir de otra fuente de
energía para producir el flujo eléctrico; sin em-
bargo, no es necesario analizar esta fundamen-
tación para entender el tema central del presente
artículo.
Las formas en que la electricidad puede ser
generada son las siguientes: por fricción o induc-
ción, por reacción química, por presión, por
calor, por luz y por magnetismo.
Electricidad por fricción o inducción
Ya mencionamos que la fricción entre materiales
como forma de producir electricidad, fue descu-
bierta desde la antigua Grecia. Por mera casuali-
dad, Tales de Mileto observó que al frotar en la
piel de los animales una pieza de ámbar, ésta
adquiría la propiedad de atraer pequeños trozos
de virutas de madera.
Actualmente, sabemos que cuando dos cuer-
pos se frotan entre sí, uno de ellos “cede” electrones
al otro. Es decir, mientras de uno de esos cuerpos
se desprenden tales partículas subatómicas, el
otro las recibe; como resultado, el primero queda
con déficit de electrones y el segundo con exceso.
Cuando un átomo tiene déficit de electrones,
la carga total del material es positiva; cuando
tiene exceso de electrones, el material adquiere
una carga total negativa (figura 2). Para compro-
bar este fenómeno, frote varias veces en su cabe-
za un globo inflado; notará que éste puede atraer
pequeños trozos de papel o mantenerse adherido
a la pared por tiempo indeterminado (figura 3).
Otro experimento consiste en peinarse el cabello
seco, estando frente a un espejo y dentro de un
cuarto oscuro; luego de pasar varias veces el pei-
ne, podremos observar que se producen chispas
Figura 1
Tabla 1
Figura 2
A principios del siglo XIX, los investigadores se hallaban obsesionados con la electricidad. Luigi Galvani (1737-1798), un fisiólogo
italiano, había descubierto accidentalmente que la pata de una rana se contraía al tocarla con un escalpelo cargado eléctricamente.
Después de que se inventó la pila de Volta, muchos científicos llevaron a la práctica experimentos relacionados con la “electricidad
animal”; por ejemplo, el sobrino de Galvani, Giovanni Aldini, hizo pruebas espectaculares con cadáveres, conectándoles electrodos
en diversas partes para inducir movimientos súbitos de los miembros. A tal grado llegó la euforia de los galvanistas, que en 1804 las
autoridades de Prusia prohibieron que se utilizaran, para esos fines, cadáveres decapitados.
Esta ilustración, tomada de un libro de Aldini, fue reproducida en el número 109 de la revista Mundo Científico (foto de Hubert
Josse).
Figura 3
Al frotar el globo en el cabello se produce un desprendimiento
de electrones del globo, confiriéndole una carga positiva y
haciendo que pueda atraer pequeños trozos de materiales
como el papel.
+ +
+
+
+
+
+
+
Vidrio
Tela
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+ +
+ +
+
Cuando se frotan dos materiales como el vidrio y la tela,
se produce un desprendimiento de cargas de uno al otro.
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luminosas; esto se debe al efecto de desplaza-
miento de cargas.
Conforme a lo que acabamos de explicar, la
electricidad se produce por el paso de los electro-
nes de un material a otro; es decir, por efecto de
la fricción. Por lo tanto, se le conoce como “elec-
tricidad estática”.
Uno de los medios más conocidos para gene-
rar grandes cantidades de electricidad estática,
es la Máquina de Wimshurst (figura 4). Este apa-
rato consiste en dos discos plásticos colocados
frente a frente, que giran en sentidos opuestos;
sobre uno de ellos se encuentran varias lamini-
llas conductoras.
La mutua influencia ejercida, origina un des-
plazamiento de cargas. La carga eléctrica de los
discos es recuperada mediante un par de electro-
dos, los cuales se colocan de modo que estén en
contacto con la superficie del disco que tiene las
laminillas; cuando la cantidad de carga acumu-
lada en la superficie de los discos es grande, se
llegan a producir arcos eléctricos entre las termi-
nales externas del dispositivo.
Electricidad por reacción química
Una de las formas más eficientes y ampliamente
utilizadas para generar electricidad, es la de las
reacciones químicas. Como ejemplo, tenemos las
pilas y baterías utilizadas en equipos portátiles,
radios, automóviles, etc.; se puede decir que una
pila es un medio que transforma la energía quí-
mica en eléctrica, ya que está formada por un
electrolito (que puede ser líquido, sólido o de pas-
ta), un electrodo positivo y un electrodo negativo.
El electrolito, una sustancia química, reaccio-
na con los electrodos, de tal forma que a uno de
ellos llegan los electrones liberados por la reac-
ción -haciéndose negativo-, mientras que el otro,
habiéndolos perdido, adquiere carga positiva
(figura 5). Esta diferencia de cargas entre los dos
electrodos se conoce como “diferencia de poten-
cial”. Si se conecta un cable conductor externo
que los comunique, la diferencia de potencial
origina un camino por el que los electrones del
electrodo negativo pasan al electrodo positivo.
Precisamente, al desplazamiento de los electro-
nes a través de un conductor se le conoce con el
nombre de “corriente eléctrica” (figura 6).
Básicamente, podemos hablar de dos tipos de
pilas: primarias y secundarias. En el caso de las
primarias, la sustancia química utilizada se trans-
forma lentamente en sustancias diferentes; y es
que, a causa de la reacción química que libera
los electrones, el electrolito no puede transfor-
marse en la sustancia original que era antes de
suceder aquélla (es cuando se dice que “las pilas
se han descargado”). Las pilas de este tipo tam-
bién reciben el nombre “voltaicas”.
Por su parte, las pilas secundarias, baterías o
acumuladores, tienen la característica de que en
ellas el electrolito sí puede ser reconvertido des-
pués de utilizarse en las sustancias originales;
para lograrlo, basta con pasar a través de él una
corriente eléctrica, pero en sentido contrario al
de su operación normal (esto es a lo que se llama
“recarga de la pila”).
Componentes y aplicaciones de las pilas
Una de las pilas primarias más comunes es la
Leclanché o “pila seca”, inventada en los años
60’s por el químico francés Georges Leclanché.
El electrolito consiste en una pasta de cloruro
de amonio y cloruro de zinc. Una lámina que se
emplea como el electrodo negativo, sirve tam-
bién como envase, y está construida con base
en zinc; el electrodo positivo es la combinación
de una barra de carbono con dióxido de manga-
neso, y al momento de combinar los tres elemen-
tos, se obtienen aproximadamente 1.5 voltios
entre la terminal central y el envase (figura 7).
Otro ejemplo de pila primaria, es aquella que
se utiliza en equipos pequeños (tales como los
relojes de pulso digitales). En esta pila -con forma
de disco cilíndrico-, el electrolito es una solución
de hidróxido de potasio, el electrodo positivo se
hace con óxido de mercurio y el electrodo negati-
vo con zinc. La pila de este tipo, conocida como
“batería de mercurio”, genera aproximadamente
1.34 volts (figura 8).
Por lo que se refiere a la pila secundaria o
acumulador (que como ya se dijo puede ser re-
cargada al invertir la reacción química), cabe
mencionar que fue inventada en 1859 por el físi-
co francés Gaston Planté. Está formada por un
electrolito de ácido sulfúrico y agua, con electro-
dos de plomo y óxido de plomo; internamente,
está constituida por un conjunto de pilas indivi-
duales conectadas en serie (figura 9). Las pilas
secundarias las encontramos en automóviles,
aviones y en sistemas de almacenamiento de
energía eléctrica de fuentes de energía alter-
nativa; ejemplo de estas últimas, son los paneles
solares o los generadores movidos por viento.
Fabricación de una pila primaria
Para fabricar una pila primaria, se requiere sola-
mente de un limón grande, una laminilla de cobre
y una zinc, ambas de 5 x 1 cm. Lo único que hay
que hacer es insertar las laminillas, una en cada
cara del limón, procurando que entren lo más
profundamente posible pero sin llegar a tocarse.
Con ayuda de un voltímetro, se puede com-
probar fácilmente la diferencia de potencial que
existe entre las laminillas. La terminal negativa
Figura 5
Figura 8
Figura 6
Figura 7
Envase de zinc
(electrodo negativo)
Electrolito
Cloruro de aluminio + cloruro de zinc
Pila seca de 1.5 V
Carbono + bióxido de manganeso
(electrodo positivo)
Electrodo
negativo zinc
Electrolito hidróxido
de potasio
Electrodo positivo
óxido de mercurio
Pila de mercurio
Figura 4
Máquina de Wimshurst
Electrodo
positivo
Electrodo
negativo
Electrolito
Energía
química
Energía
eléctrica
En la pila el electrolito reacciona con los electrodos,
produciendo una diferencia de carga eléctrica entre ellos.
(+) (-)
-
-
-
-
-
-
PILA
(Electrones)
Si se conecta un conductor en
las terminales de una pila, la
diferencia de potencial entre
ellas obliga a los electrones a
desplazarse de una terminal a
otra creando lo que se conoce
como corriente eléctrica.
19 20L

se forma en el electrodo de zinc, mientras que la
terminal positiva en el de cobre; el electrolito de
nuestra pila es precisamente el ácido cítrico que
contiene el zumo de limón. Vea la figura 10.
Electricidad por presión
Los materiales piezoeléctricos son aquellos que
liberan electrones cuando se les aplica una
fuerza. Su nombre se deriva del término griego
Piezo, que significa “presión”.
Cuando se aplica la fuerza sobre el material,
los electrones son obligados a salir de sus órbitas
y se desplazan hacia el punto opuesto a aquel
en que se está ejerciendo la presión; cuando ésta
cesa, los electrones regresan a los átomos de
Figura 12
Figura 11
+
+
+ +
+
+ +
+ +
+
-
- - - - - - - - - - - - - - -
Fuerza aplicada
Acumulación de cargas negativas
en el punto opuesto en donde se
aplicó la fuerza
Material
piezoeléctrico
Efecto piezo eléctrico
Ondas sonoras
Oscilograma
En un micrófono piezoeléctrico la presión ejercida
sobre el cristal por las ondas sonoras genera una
señal eléctrica equivalente.
En una aguja de fonógrafo las variaciones de los
surcos sobre el disco ejerce una fuerza en el
cristal, el cual genera una señal eléctrica
equivalente al audio grabado originalmente.
Surco de disco de acetato
Energía
mecánica
Energía
eléctrica
Figura 10
Figura 9
Lámina de zinc Lámina de cobre
Acido cítrico
(electrolito)
Terminal
negativa
Terminal
positiva
Biopila
Limón
Voltímetro
Terminal negativa
Cubierta de la salpicadera
Retenedor de vidrio fibroso
Electrolito
Electrodo negativo
Soporte en forma de costilla
Tapa del respiradero
Terminal positiva
Electrodo positivo
Separador con forma de costilla
Recipiente
(+) (-)
donde proceden. Sustancias como las sales de
Rochelle y las cerámicas de titanato de bario, son
especialmente efectivas para generar éste efecto.
El punto momentáneamente abandonado por
los electrones a causa de la aplicación de la fuer-
za, se torna entonces positivo; por contra, el extre-
mo más alejado de él se hace negativo: surge así
entre ambos una diferencia de carga (figura 11).
Los materiales piezoeléctricos se cortan en
formas especiales, de modo que sea posible
controlar los puntos en donde existe la diferencia
de potencial. Este efecto se aprovecha para gene-
rar señales electrónicas de audio en los micrófo-
nos “de cristal”, los cuales están formados por
un cristal piezoeléctrico sobre el que se coloca
una tapa que lo deforma conforme a las variacio-
nes de los sonidos que logran desplazarla. Años
atrás, los cristales piezoeléctricos se utilizaban
para recuperar la música grabada en forma de
surcos en los discos de acetato negro (figura 12).
Además, los materiales piezoeléctricos tien-
den a deformarse cuando se les aplica un voltaje.
Este fenómeno es explotado para generar seña-
les electrónicas de una frecuencia fija y altamen-
te estable.
Electricidad por calor
Cuando se aplica energía calorífica a determi-
nados metales, éstos aumentan el movimiento
cinético de sus átomos; así, se origina el despren-
dimiento de los electrones de las órbitas de
valencia. Otros metales, se comportan de mane-
ra inversa.
Supongamos que un metal del primer tipo es
unido superficialmente a un metal de comporta-
miento contrario, y que se les aplica calor. Mien-
tras que uno será cada vez más positivo con-
forme se vayan liberando sus electrones, el otro
-que los absorbe- se hará muy negativo al
almacenar cargas negativas.
Tras retirar la fuente de calor, los metales se
irán enfriando y entonces los electrones “extras”
que fueron de momento alojados por uno de los
metales, regresarán al de su procedencia. Cuanto
más calor se aplique a la unión de esos metales,
mayor será la cantidad de carga eléctrica que
pueda producirse. A éste fenómeno se le conoce
como “termoelectricidad”.
A aquellos dispositivos formados por la unión
de dos metales y que presentan el efecto de ter-
moelectricidad, se les denomina “termopar”
(figura 13).
El fenómeno de la termoelectricidad puede ser
fácilmente comprobado mediante un sencillo ex-
perimento. Haciendo uso de un alambre de cobre
y uno de zinc, hay que formar una trenza de apro-
ximadamente 30 cm de largo; se deben dejar li-
bres unos 5 cm de cada alambre. Enseguida, con
una vela, se calienta el principio de la trenza; fi-
nalmente, con un voltímetro se mide la diferencia
de potencial en los extremos que se dejaron libres.
En aplicaciones reales se unen varios disposi-
tivos termopar, en circuitos serie-paralelo, para
aumentar la cantidad total de corriente y de vol-
taje. Este dispositivo, en su conjunto, es conocido
como “termopila”. En general, podemos decir
que las termopilas transforman la energía calorí-
fica en energía eléctrica.
21 22

Electricidad por luz
El “efecto fotoeléctrico” consiste en la liberación
de electrones de un material, cuando la luz incide
sobre éste. El potasio, el sodio, el cesio, el sele-
nio, el sulfuro de plomo, el germanio, el silicio y
el cadmio, son algunos de los materiales que
presentan tal característica.
Aplicaciones del efecto fotoeléctrico
Al efecto fotoeléctrico se le pueden dar tres dis-
tintas aplicaciones en electrónica:
a) Fotoionización. La luz aumenta la conducción
que se realiza del cátodo a la placa de una vál-
vula de gas (bulbo), debido a la ionización
(liberación de los electrones de valencia del
gas contenido).
b) Efecto fotovoltaico. Al producirse cargas en
los extremos de los materiales semiconducto-
res, se origina una diferencia de potencial
(como en el caso de las pilas).
c) Efecto de fotoconducción. Puesto que son libe-
rados los electrones de materiales cristalinos
(que normalmente presentan alta resistencia
eléctrica), aumenta su conductividad y dismi-
nuye su resistencia eléctrica al paso de la luz
(figura 14).
Fue en 1905, cuando el físico alemán Albert
Einstein propuso por primera vez una teoría que
explicaba de manera satisfactoria el efecto foto-
eléctrico. Su teoría señala que la luz está formada
por fotones (es decir pequeños paquetes de ener-
gía), los cuales chocan contra la superficie de
las sustancias; si tienen suficiente energía, serán
capaces de liberar a los electrones de valencia
del material y, por consecuencia, provocarán
excesos y déficits de cargas.
El efecto fotovoltaico se explota para generar
electricidad, mediante el uso de celdas solares
fotovoltaicas. Para ello, se necesita montar una
gran cantidad de paneles solares, donde las
celdas vienen de fábrica en grupos dispuestos
en serie-paralelo para generar grandes canti-
dades de voltaje y corriente.
Actualmente ya existen subestaciones piloto,
en las que se genera electricidad a partir de la
energía solar que llega a la Tierra durante el día.
Para su consumo durante la noche, parte de esta
energía es almacenada en acumuladores.
Si se toma en cuenta que es muy fácil conse-
guir celdas solares, no habrá problema alguno
para, con una de al menos 10 x 10 cm, generar
potenciales de hasta 1.5 volts -verificables me-
diante voltímetro- que bien pueden alimentar a
motores pequeños (figura 15).
Electricidad por magnetismo
¿Ha notado la capacidad que tienen algunas per-
sonas de orientarse aun en lugares donde no hay
puntos de referencia claros? Esta capacidad es
algo que se puede explicarse: existe en la nariz
un depósito de un compuesto basado en el hierro,
el cual tiene la misma función de una brú-jula;
dicho depósito tiene conexiones nerviosas al
cerebro, de tal manera que la interacción de su
campo con el campo magnético de la Tierra,
produce una cierta respuesta o estímulo que el
cerebro procesa, permitiendo la orientación del
individuo. Esa capacidad está casi perdida en los
humanos, pero no en otros organismos como el
atún, el delfín y otros más, que la utilizan como
medio de orientación durante sus migraciones
masivas.
El magnetismo es una forma de energía capaz
de atraer metales, gracias al campo de fuerza
que genera. A su vez, el campo magnético de un
imán está formado por fotones, pero de una fre-
cuencia distinta a la de la luz. Cuando un alambre
conductor cruza perpendicularmente las líneas
de fuerza magnética de un imán, los fotones del
campo obligan a los electrones de dicho conduc-
tor a desplazarse; de esta forma, dado que en
Figura 15
Figura 16
N S N S
+
+++
-
----
El desplazamiento de un conductor dentro de un campo
magnético, obliga a los electrones del mismo a desplazarse
(generando un acumulamiento de carga eléctrica y por tanto
un potencial eléctrico útil.)
Figura 14
Con varias celdas fotovoltaicas se consiguen voltajes y corrientes
considerables, y se forman los llamados paneles solares, varios
paneles solares son capaces de cubrir las necesidades de energía
eléctrica de un pueblo pequeño.
Energía
luminosa
Energía
eléctrica
Figura 13
Termopar
Calor
Cobre
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
(+)
(-)
Zinc
-
-
-
-
-
-
-
Efecto de termoelectricidad
En un termopar la energía calorífica amplificada, obliga a los
electrones del cobre a desplazarse al zinc, generando una
diferencia de carga entre ambos.
Energía
calorífica
Energía
eléctrica
-
-
-
-
-
-
GAS - - - - -
- - -
- -
- -
- - -
-
- - - - -
-
-
-
-
-
- - - - -
- - - -
- -
- -
- -
-
-
-
-
-
-
-
+ + + +
+ +
+
+ + +
+
++ ++
+ + +
Luz
Luz incidente
Cuando la luz incide sobre gases no conductores con
ciertas características, éstos liberan electrones de valencia
produciendo iones.
Efecto fotoionico
Cuando la luz incide sobre materiales semiconductores en
diversos dopados, se genera una liberación de cargas que
se acumula en los extremos del material, creando una diferencia
de potencial como en el caso de la pila.
Semiconductor
Carga negativa
Carga positiva
Efecto fotovoltaico
Algunos materiales resistivos presentan la característica de que en presencia de
la luz disminuyen su resistividad, debido a la liberación de electrones de valencia
de los átomos del material.
Efecto fotoconductivo
Luz
Material resistivo
23 24

uno de sus extremos se produce un acumula-
miento de electrones y en el otro un déficit, se
obtiene un conductor con un extremo positivo y
otro negativo. Esto es a lo que se llama “magne-
toelectricidad” (figura 16).
Con este principio, se construyen generadores
eléctricos con cientos de espiras de alambre
rodeando a un núcleo ferromagnético. Todo se
monta sobre un eje giratorio, dentro de un campo
magnético intenso. Al girar, las espiras de alam-
bre cortan cientos de veces las líneas de fuerza
magnética; con esto se obliga a los electrones
de cada una de las espiras a establecer una acu-
mulación de cargas, la cual se globaliza para fi-
nalmente obtener magnitudes considerables de
voltaje y de corriente aprovechables.
Los generadores eléctricos los encontramos,
por ejemplo, en las bicicletas, con el nombre de
“dinamos”. Cuando la rueda de la bicicleta gira,
la dinamo también lo hace y entonces genera
suficiente electricidad para alimentar a una pe-
queña lámpara.
En los autos, el generador eléctrico se llama
“alternador”, debido a que produce electricidad
alterna en vez de directa; su estructura es prác-
ticamente igual a la de cualquier generador
convencional, ya que gira gracias al impulso que
le suministra el propio motor del auto. La energía
producida por el alternador se utiliza para recar-
gar al acumulador (pila secundaria) del propio
vehículo.
Los generadores de este tipo son ampliamente
utilizados en el campo de la electricidad comer-
cial. Para ello se recurre a diferentes fuerzas que
hacen girar a los generadores, entre las que se
cuenta al vapor de agua, las presas, las centrales
nucleoeléctricas, etc. Para comprobar esta forma
de generar electricidad, habrá que conseguir un
motor pequeño (como los utilizados en los jugue-
tes); una vez obtenido, se coloca en sus termi-
nales de alimentación un voltímetro en el rango
más bajo; al hacer girar manualmente el eje del
motor, se observará que el valor leído por el vol-
tímetro aumenta -lo cual indica la presencia de
una diferencia de potencial- (figura 17).
Conclusión
Queda claro, por las explicaciones anteriores,
que la electricidad es un fenómeno físico asocia-
do a cargas eléctricas estáticas o en movimiento;
por lo tanto, es una manifestación de la estruc-
tura atómica de la materia.
El hombre conoció la electricidad por diversos
acontecimientos naturales como los rayos y las
propiedades del ámbar, pero no fue sino hasta
el siglo XIX -cuando ya estaban bien sentadas
las bases de la física clásica- que surgió la ciencia
de la electricidad y del magnetismo, que a la
postre permitiría la generación, aprovechamien-
to y distribución de esta fuente de energía para
beneficio de la humanidad.
Motor eléctrico de
imán permanente
Para comprobar la generación de electricidad, coloque un voltímetro en
las terminales de alimentación del motor y gire el eje. Observe el resultado
Voltímetro
Figura 17
25

CAMARAS DE VIDEO
DIGITAL PARA
CONSUMIDOR
CAMARAS DE VIDEO
DIGITAL PARA
CONSUMIDOR
El video análogo es una
tecnología que probablemente va
de salida, siendo reemplazada
por el video digital o DV, un
formato en el que convergen
video, sonido e información en
señales numéricas. Con el
sistema DV se logran imágenes de
muy alta resolución,
acompañadas de un sonido
estéreo de la misma calidad de
un CD; además, es posible la
edición no-lineal y las copias
sucesivas sin deterioro de
generación; las imágenes
también se pueden capturar y
trasladarse de la cámara de video
a la computadora. Y todo en un
diminuto aparato de bolsillo.
QUE ES Y Cómo funciona
El surgimiento del formato DV
En los primeros años de esta década, las ventas
en el ámbito mundial de videograbadoras perdie-
ron el dinamismo que habían mostrado en años
anteriores, debido a que se estaba cerca de la
saturación del mercado; es decir, ya había sufi-
cientes máquinas en los hogares como para que
se mantuviera el crecimiento de la demanda.
Como resultado de este comportamiento, las
principales compañías productoras de equipo de
video buscaron nuevas opciones.
Incluso, de los formatos de video alternativos,
Súper-VHS, ED-Beta y Hi-8, aún el más exitoso
de los tres (el de 8mm) no había alcanzado la
aceptación esperada por las grandes corporacio-
nes; fue entonces cuando se decidieron a intro-
ducir un nuevo sistema. En julio de 1993, Mat-
sushita, Philips, Sony y Thomson hicieron una
propuesta a otros fabricantes para que de mane-
ra conjunta diseñaran un nuevo formato de
grabación de video casero, basándose en la tec-
nología digital. La intención era ofrecer una cali-
dad significativamente superior a la de los forma-
tos Beta, VHS y 8mm, y al mismo tiempo evitar
una lucha por el mercado como la que se desató
entre Beta y VHS a finales de los años 70´s.
A esta propuesta respondieron favorablemen-
te compañías tan importantes como Hitachi, JVC,
Mitsubishi, Sanyo, Sharp y Toshiba, además de
otras decenas de fabricantes que se han adherido
al formato DV. Por ello, cabe suponer que en pró-
ximos años este nuevo sistema se convierta en
un estándar mundial con amplio soporte comer-
cial, técnico y en títulos de películas.
DV significa Digital Video y, como su nombre
indica, la principal innovación de dicho sistema
es el manejo de señales de video por medios
totalmente digitales, en contraste con el proceso
análogo que caracteriza a los formatos Beta, VHS
y 8mm. Otra de sus características es que permite
la grabación de imágenes con calidad broadcast,
superando incluso al formato Betacam-S, que has-
ta la fecha se sigue considerando el estándar en
grabación profesional en estudios de televisión.
Mas el usuario no sólo tendrá en su hogar una
máquina capaz de grabar y reproducir imágenes
con calidad de transmisión al aire (que es el signi-
ficado de broadcast), con el consiguiente mejora-
miento en su capacidad de edición sin el degra-
damiento que sufre la imagen en los formatos
tradicionales, sino también un audio con calidad
semejante a la del CD, entre otras ventajas impor-
tantes.
Características del formato DV
En la tabla 1 se indican las principales caracterís-
ticas del estándar DV. Lo primero que llama la
atención de este formato de video digital, es que
la cinta es de muy reducidas dimensiones, inclu-
so inferiores a las de una cinta de 8mm; como
resultado, el cassette tiene un tamaño ligera-
mente superior al de una cajetilla de fósforos,
pero con capacidad de almacenar hasta 60 minu-
tos de video. Por supuesto, tales dimensiones ha-
cen ideal al formato para cámaras de video de
consumidor (figura 1).
Mas como esa duración es adecuada para
grabaciones caseras pero no para aplicaciones
profesionales, también se diseñó una versión de
tamaño ligeramente mayor (un poco más peque-
ña que un cassette Beta), capaz de grabar hasta 4
horas y media de video en alta calidad (figura 2).
El nuevo estándar DV se diferencia de los for-
matos tradicionales en muchos aspectos: en pri-
mer lugar, recordará que para grabar la señal de
video compuesto en los formatos, Beta, VHS y
8mm se utiliza un tambor giratorio con dos cabe-
zas de video, rotando a una velocidad de 1,800
RPM (30 cuadros por segundo multiplicado por
Figura 1
Tabla 1
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9
Cassette DV con capacidad de
hasta 90 minutos en LP.
Cámara de video digital HandycamVision DCR-PC7 de Sony.
Observe que su tamaño es como el de un pasaporte; cuenta con
una pantalla giratoria de cristal líquido y altavoz integrado.
45 min
27 28

60 segundos, figura 3), por lo que en cada revolu-
ción se graban dos campos completos, uno por
cada paso de una cabeza; sin embargo, este mé-
todo es muy vulnerable ante los errores que pu-
dieran aparecer en la superficie de la cinta (los
conocidos drop-outs), mismos que se traducen
en líneas blancas de ruido en la pantalla.
El nuevo formato de video digital utiliza tam-
bién un tambor giratorio, pero en este caso su
velocidad de rotación es muy superior (9,000
RPM), por lo que la información de un solo cam-
po de video se reparte en cinco tracks; y no sólo
eso, para impedir que los pequeños daños inevi-
tables por el uso de la cinta se reflejen negativa-
mente en la imagen, la información pasa por una
serie de procesos que permiten “repartir” los
errores en una zona más amplia, posibilitando
así una más sencilla detección y erradicación de
errores (todo este proceso de lleva a cabo por
medios digitales, como podrá suponer).
Para grabar las imágenes en formato numé-
rico, las grabadoras de DV toman la señal de
video compuesto y la convierten de su forma
analógica original en una señal digital por medio
de un muestreo de 12 bits, por lo que hay más de
4,000 niveles posibles de voltaje que puede tomar
la señal de video. Sólo como referencia, las vi-
deograbadoras con efectos digitales que circulan
en el mercado electrónico por lo general usan
una digitalización de entre 6 y 8 bits, lo que da
un máximo de entre 64 y 256 niveles de voltaje.
Además, para garantizar que toda la banda
de 4.25 MHz que abarca una señal de video
compuesto normal sea capturada sin problemas,
la frecuencia de muestreo se ubicó en 13.5 MHz
para la luminancia y en 3.375 MHz para la
crominancia (recuerde que el ancho de banda
máximo de la señal de croma es de tan sólo 1.5
MHz), lo que da un amplio espacio de maniobra
para que incluso las señales de más alta fre-
cuencia queden convenientemente muestreadas
con mínimas pérdidas de información. Por tal
motivo, la calidad de las imágenes obtenidas es
prácticamente indistinguible de la generada por
la señal analógica original (por increíble que
parezca, el ojo humano es mucho más fácil de
complacer que el oído; así mientras que en el
formato de CD se requiere una digitalización a
16 bits para conseguir una calidad excepcional
de audio, en el DV basta con 12 bits para que el
espectador no note ninguna diferencia entre la
señal digitalizada y la analógica original).
Secciones de una cámara DV
En la figura 4 se muestra un diagrama a bloques
muy sencillo con las etapas que podemos encon-
trar en una cámara de formato DV: como primer
bloque, tenemos una sección de cámara que para
fines prácticos es idéntica a la de cualquier otra
cámara de video de buena calidad. Esta sección
de cámara posee uno o tres elementos captado-
res de luz del tipo CCD, los cuales convierten la
intensidad luminosa que reciben en niveles de
voltaje, mismos que son manejados de tal forma
que a partir de dicha señal se obtienen los niveles
de luminancia y croma correspondientes a la
imagen que se capta.
Estas dos señales se envían hacia la sección
de manejo digital de señal, en la cual reciben un
tratamiento especial: la luminancia pasa directa-
mente por un convertidor A/D para traducir sus
niveles de voltaje en palabras de 12 bits, en tanto
que la crominancia se separa en sus componen-
tes principales (R-Y y B-Y) y ambas señales tam-
bién se aplican a su convertidor A/D respectivo.
Ya que se tienen los tres juegos de señales, se
envían a un circuito que lleva a cabo una com-
presión en el formato I-MPEG, con el objetivo de
reducir considerablemente la cantidad de datos
que se grabarán en la cinta; la salida de este com-
presor pasa a un circuito corrector de errores,
para finalmente ser grabada la señal.
Esta señal se envía hacia una etapa de video-
grabación que es muy parecida a las que ya
conocemos de los formatos Beta y VHS; esto es,
un tambor de cabezas giratorias que transfieren
la información hacia la cinta magnética y que
también son las encargadas de su lectura. Y aun-
que el mecanismo del sistema DV es de menores
dimensiones y su velocidad de giro es cinco ve-
ces más rápida, el principio básico de funciona-
miento es el mismo; así que no nos detendremos
en el particular.
Por supuesto que a la señal de video le debe
acompañar su audio correspondiente, y para ello
la señal proveniente de los micrófonos es conver-
tida de analógico a digital, con una calidad de
audio semejante a la de un disco compacto. Esta
señal también se envía hacia el mecanismo de
videograbación, ocupando su lugar en la cinta
magnética junto al video, pero sin interferirse
mutuamente, con lo que es posible realizar edi-
ciones en cualquier porción de la cinta sin afectar
al otro parámetro.
Como podrá suponer, el proceso de lectura
resulta casi idéntico al anterior, sólo que en sen-
tido contrario; esto es, la señal se lee de la super-
ficie de la cinta y pasa por el bloque corrector de
datos. A continuación la señal se descomprime
y pasa por tres circuitos convertidores D/A inde-
pendientes, de los cuales se recupera la señal Y,
R-Y y B-Y.
Finalmente, estas señales se combinan en
forma de video compuesto para enviarse por un
cable RCA hacia el televisor, o como señales Y-
C por medio de un cable de S-Video hacia el
receptor que posea dicha entrada.
Compresión de datos
Una digitalización con estos parámetros consu-
miría un gran espacio de almacenamiento, al
grado de que resultaría una cantidad de bytes
por segundo prácticamente inmanejable; por tal
razón, y para reducir considerablemente la
cantidad de información que efectivamente se
graba en la cinta, se recurre a métodos de com-
presión de datos. La compresión de datos es un
método que se puede utilizar en señales digitales
por medio del cual se elimina toda la información
redundante, enviándola sólo una vez y después
indicando aquellos puntos en que se repite, con
lo que se obtiene una señal prácticamente idén-
tica a la original, pero con un tamaño extremada-
mente reducido (figura 5).
Específicamente, en el DV se utiliza el formato
de compresión conocido como I-MPEG, el cual
posee algunas características que lo hacen mu-
cho más apropiado para el DV que el formato
MPEG-2 común, utilizado en CD-ROM’s de com-
putadora o en los nuevos DVD.
Figura 2
Figura 3
Grabación convencional (VHS, Beta, 8mm,U-Matic)
1 Track = 1 campo
Tambor giratorio
(1800 RPM)
Cámara DV profesional, al lado de cassettes
pequeños (al frente) y de alta capacidad (atrás).
Figura 4
Manejo
señal
(CCD)
A/D (12 bits
13.5 Mhz)
Separador
R-Y / B-Y
A/D (12 bits
3.37 Mhz)
Circuito
compresor
I-MPEG
AMP
RF
A/D (12 bits
1.37 Mhz)
Lente Sección de cámara Proceso digital Sección de
videograbadora
Elemento
captor (CCD)
Y
R-Y
B-Y
C
29 30

Por ejemplo, en el formato MPEG convencio-
nal la información se maneja en “paquetes”, en
los cuales se toman varios cuadros consecutivos,
se separa la imagen de las zonas en que no existe
movimiento y su correspondiente información
se transmite una única vez, ahorrando datos y
procesos; en tanto, en aquellas porciones en que
sí hay movimiento se realizan complicados
procesos de predicción de posición, con el objeti-
vo también de ahorrar datos, aunque finalmente
el consumo de información es mayor que en las
porciones estáticas de la secuencia de video.
Este método resulta muy conveniente para
películas o programas de computadora donde
hay mucha información fija (los fondos o escena-
rios de los videojuegos constituyen un buen
ejemplo), y donde seguramente se requiere de
nula o muy poca manipulación por parte del
usuario; sin embargo, no es el idóneo para un
sistema que en un momento dado puede ser utili-
zado para la edición no-lineal de películas, como
es uno de los alcances del formato DV.
Por esa razón, se ha diseñado una variante
llamada I-MPEG, en la que cada uno de los cua-
dros que forman una escena se comprime de
forma independiente a los cuadros anterior y
posterior (se puede decir que cada uno de los
fotogramas que forman una escena se comprime
siguiendo un sistema similar a la codificación
JPEG, misma que se utiliza para la compresión
de imágenes digitales fijas), de manera que es
posible en un momento dado “cortar” una escena
en un punto determinado, sin que ello afecte la
integridad de un “paquete” de cuadros.
Edición no-lineal
El formato DV con su calidad broadcast está dise-
ñado para reemplazar incluso a los formatos de-
nominados “profesionales” empleados en el mun-
do de la producción de TV, como el U-Matic y el
BetaCam. Por supuesto que para lograr dicho
objetivo se necesita mucho más que una buena
imagen y un sonido de alta calidad; precisamen-
te, la edición no-lineal es una de esas prestaciones
que hacen sumamente atractivo al formato DV.
La edición no-lineal se refiere a la posibilidad
de insertar segmentos de video muy específicos,
con una precisión de minutos, segundos y cua-
dros (un cuadro es igual a la imagen que se expi-
de en 1/30 de segundo), con lo cual se pueden
hacer secuencias muy interesantes para la
edición de documentales, de noticieros televisi-
vos o en general de cualquier tipo de programas
de TV.
Para lograr la edición no-lineal, cada uno de
los tracks grabados en la superficie de la cinta se
divide en diversas porciones que cumplen una
función muy específica. Vea en figura 6 la dispo-
sición de estas zonas.
Puede notar que el trayecto de las cabezas va
desde la parte inferior de la cinta hasta la parte
superior, y que inicialmente se graba una zona
denominada ITI, siglas de Indexing and Tracking
Information que, como su nombre lo indica, sirve
para fijar la correcta posición de la cabeza de
grabación con respecto a la cinta magnética. A
continuación se graba una porción de audio PCM
digital (este sistema puede grabar dos canales
con una resolución de 16 bits y a una frecuencia
de muestreo de 48 KHz, ligeramente superior a
la de un CD de audio), y posteriormente aparece
la porción donde se graba el video digitalizado.
Finalmente, encontramos una zona donde se
graban unos códigos de datos y tiempo, los
cuales resultan indispensables para la edición no
lineal.
Gracias a toda esta información, es posible
localizar puntos específicos de una escena con
una precisión de un cuadro, lo cual a su vez per-
mite ediciones de alta precisión. Si a lo anterior
añadimos que entre cada una de las porciones
existe una banda de protección que permite
editar exclusivamente dicha porción de la cinta
sin afectar a las demás, podemos notar fácil-
mente que el nuevo formato de video fue diseña-
do desde un principio teniendo en mente las
necesidades del editor de cintas.
Por lo anterior, y gracias a nuevos sub-
formatos como el DVC-Pro de Panasonic, espe-
cialmente dedicado al mercado de video profe-
sional, se calcula que en poco tiempo los méto-
dos tradicionales de captura y distribución de
video como el BetaCam dejarán de utilizarse; si
a ello añadimos que las cámaras y equipos de
este formato que actualmente ya se comercia-
lizan tienen un costo inferior al de sus equiva-
lentes en BetaCam, no le extrañe que en muy
pocos años los profesionales del video cambien
su infraestructura por el nuevo formato DV.
Separación de señales
Una de las características que definen la gran
calidad de imagen obtenida por medio del for-
mato DV, es que los componentes de la señal de
video se graban por separado, existiendo una se-
ñal dedicada a la luminancia, otra para la señal
R-Y y otra más para B-Y, sin interferencia entre
ellos y con la capacidad de procesarlos indivi-
En un formato no
comprimido, cada pixel
se envía o almacena
individualmente, mientras
que en un formato
comprimido, cuando se
tiene un campo de color
uniforme, la información
se envía una sola vez
con instrucciones de
repetirla N veces.
Figura 5
dualmente; es justamente la característica de
poder grabar los componentes individuales de
la señal de video, lo que permite la alta calidad
de las ediciones realizadas con este nuevo for-
mato (figura 7). Quienes hayan hecho ediciones
de videos grabados en Beta y VHS, seguramente
habrán notado la rápida degradación de la ima-
gen obtenida a partir de la segunda o tercera
generación, cosa que resulta indeseable en un for-
mato profesional, el cual puede llegar a requerir
cuatro, cinco o más ediciones entre el momento
de su captura y el momento de transmitirlo al aire.
Recordemos que en los procesos de grabación
de video tradicionales, las señales de croma y
luminancia también se graban por separado
aunque mezcladas, por lo que dicha información
Por metodos analógicos, las señales se separan
imperfectamente al modularse en frecuencia.
Por metodos digitales, se pueden grabar paquetes de
información separada, lo que implica nula interferencia entre ellos.
Inf.
Y
Inf.
R-Y
Inf.
B-Y
Inf.
Y
Inf.
R-Y
Inf.
B-Y
Figura 7
Figura 6
DVCPRO Cue track
DVCPRO Control track
Movimiento de la cinta
Formato de
grabación en
cassette DV
Código de datos y tiempo
Datos de video y auxiliares
Datos de audio y auxiliares
ITI
Espacio para edición
M
o
v
i
m
i
e
n
t
o
d
e
l
a
c
a
b
e
z
a
31 32

sufre de forma natural una ligera degradación
en la calidad de imagen, la cual no se nota en
copias de la primera generación, pero sí resulta
muy apreciable cuando se trata de una tercera o
cuarta copia. En formatos profesionales, para
evitar este fenómeno, las señales se graban com-
pletamente separadas, de modo que no sufran
ninguna degradación aunque se trate de una
cuarta o quinta generación, lo que los hace idea-
les para los procesos de edición necesarios en
estas aplicaciones.
Memorias en el cassette
Hay varias compañías que ya han puesto a la
venta modelos de videocámaras basadas en el
estándar DV, entre las que podemos citar a JVC,
Panasonic, Sharp y Sony; esta última ha introdu-
cido en sus cassettes una innovación muy pro-
metedora: dentro de la estructura del cassette
ha incluido una pequeña memoria tipo flash, la
cual puede grabarse como si fuera una RAM, pero
es capaz de guardar su información incluso si
se le ha retirado cualquier fuente de voltaje ex-
terno. El objetivo de esta memoria es que sea
utilizada como una especie de cuaderno de ano-
taciones, permitiendo a los editores marcar
cuáles porciones de imagen desean utilizar o
crear una especie de índice que describa el
contenido de la cinta.
Sin embargo, para garantizar la compatibili-
dad con el más amplio espectro de cintas en el
mercado, las cámaras de Sony pueden funcionar
perfectamente incluso con cassettes que no po-
sean este chip de memoria, perdiendo únicamen-
te la capacidad de realizar este índice temático.
De la cámara a la computadora
Las cámaras DV también pueden ser utilizadas
para la captura directa de imágenes y su envío
hacia la computadora sin pasos intermedios.
Para ello, se requiere instalar en la PC una tarjeta
especial de interface como la que se muestra en
la figura 8, la cual captura las imágenes de la
cámara de digital sin necesidad de la conversión
de análogo a formato numérico. De esta manera,
es posible obtener video o cuadros fijos directa-
Figura 8
Tarjeta capturadora de video digital de Sony,
DV BK-1000, para ser instalada en un bus
PCI de la computadora (plataforma PC)
mente de la computadora, para utilizarse en pre-
sentaciones, en la red Internet, en aplicaciones
multimedia, en publicaciones impresas, etc.
Comentarios finales
Como ha podido advertir en esta breve descrip-
ción, el nuevo formato de almacenamiento de
señal de video es muy prometedor, inicialmente
para el consumidor profesional (estudios de
grabación, reporteros, estaciones de TV, etc.);
pero conforme disminuyan los costos de los apa-
ratos y las cintas, eventualmente llegará al con-
sumidor (para quien de hecho ha sido diseñado).
Desafortunadamente, las compañías no han
anunciado planes para producir en el corto plazo
videograbadoras con el nuevo formato, debido
a que las productoras de cine (y en general de
material de video) están bloqueando su fabri-
cación ante el temor de que, al contar el público
con un método que le permita copiar las cintas
una y otra vez sin que se note la menor degra-
dación en la calidad de imagen, sus películas sean
reproducidas de manera ilegal. Al parecer, este
inconveniente será solucionado de forma similar
a como se resolvió el problema con la producción
de los DAT’s; esto es, introducir en las cintas ori-
ginales algunos códigos inviolables que bloqueen
cualquier intento de copia posterior.
33

AJUSTES
ELECTRONICOS
EN TELEVISORES
RCA Y GENERAL
ELECTRIC
AJUSTES
ELECTRONICOS
EN TELEVISORES
RCA Y GENERAL
ELECTRIC
Francisco Javier Orozco Mancilla
Una de las principales innovaciones
a las que se enfrenta el técnico de
servicio electrónico, tiene que ver
con una serie de ajustes en
televisores que ya no se efectúan
mediante los tradicionales
inductores, transformadores o
presets, sino mediante una
resistencia variable electrónica que
ajusta a un conjunto de parámetros
que se graban en circuitos de
memoria EEPROM. Explicar cómo
operan estos circuitos y cómo llevar
a cabo dichos ajustes en los
televisores CTC-175 y CTC-185 de
RCA y General Electric, son los
objetivos del presente artículo. Se
incluyen los pasos para entrar al
modo de servicio y las tablas con los
parámetros que deben consultarse.
SERVICIO Técnico
Generalidades
Hemos explicado en otras ediciones de esta edi-
torial, que con la inclusión de los circuitos micro-
controladores, los receptores de TV color dejaron
de ser un sistema esclusivamente analógico para
convertirse en un híbrido análogo-digital con
novedosas prestaciones. Como resultado de es-
tos cambios, las técnicas de servicio han tenido
que adecuarse para responder a tales novedades,
entre las que destacan la sintonía electrónica, el
despliegue de datos en pantalla, la operación al
tacto y por control remoto de cambio de canal,
volumen, tono, brillantez, etc.
Una de las principales innovaciones a las que
se enfrenta el técnico de servicio electrónico, tie-
ne que ver con una serie de ajustes (frecuencia y
linealidad horizontal, tamaño vertical, pin-
cushion, etc.), los cuales ya no se efectúan me-
diante los tradicionales inductores, transforma-
dores o presets (figura 1), sino mediante una re-
sistencia variable electrónica (EVR) que ajusta a
un conjunto de parámetros que se graban en
circuitos de memoria EEPROM.
En otras palabras, los ajustes de servicio ya
no se llevan a cabo mediante el giro mecánico
de un preset o del núcleo de algún inductor, sino
por medios digitales, lo que garantiza el grado
de exactitud, la duración de los ajustes y la facili-
dad con que se realizan.
El proceso general que se sigue para llevar a
cabo los ajustes electrónicos son los siguientes:
1) Se entra al modo de servicio.
2) Se solicita el parámetro o parámetros que se
desean modificar.
3) Se presionan la o las teclas necesarias para
alcanzar el valor deseado.
4) Se indica al sistema que grabe la nueva infor-
mación en su memoria.
5) Finalmente, se abandona el modo de servicio.
Todos estos pasos -muy sencillos de llevar a
cabo-, pueden realizarse ya sea por medio del
control remoto o del teclado frontal del aparato;
sin embargo, la dificultad estriba en conocer la
combinación exacta de teclas que hay que pre-
sionar para entrar al modo de servicio y para
efectuar todos los pasos indicados anterior-
mente, pues es información que no siempre se
encuentra disponible en los manuales de servicio
de los televisores, y que además difiere entre
marcas e incluso entre modelos de un mismo
fabricante.
En este artículo, vamos a referirnos a los pro-
cesos que deben seguirse para llevar a cabo los
ajustes electrónicos en los chasises CTC-175 y
CTC-185 de los televisores RCA y General Elec-
tric, dos marcas cuyos circuitos son idénticos
(ambas son fabricadas por Thomson-USA). Pero
antes haremos un repaso del funcionamiento de
Amplificador
controlado por
voltaje
Convertidor
digital /
analógico
Señal a
modificar
Entrada
Control
Salida
Señal
modificada
Voltaje de
control
Voltaje que
cambia con
respecto a los
datos digitales
de entrada
Data
Clock
Latch o
Strobe
Datos
digitales
de entrada
Estructura básica de un EVR
Figura 1
Figura 2
43 44

los circuitos que intervienen en los ajustes
electrónicos.
La operación de la EVR
La EVR es la unión de un amplificador controlado
por voltaje, con un convertidor digital a análogo
(D/A). En la figura 2 podemos ver su estructura
básica.
El amplificador controlado por voltaje se en-
carga de cambiar el nivel de la señal a manipular,
mientras que el convertidor D/A recibe los datos
digitales de la magnitud con la que se desea ha-
cer tal modificación.
La ganancia del amplificador controlado por
voltaje, puede modificarse con sólo inyectar un
voltaje aplicado en la terminal de control. Por
ejemplo, si el nivel de voltaje aplicado en la ter-
minal de control es bajo, la señal de entrada
prácticamente se anula a la salida; pero si dicho
nivel es alto, la señal de entrada se incrementa
(figura 3).
Obviamente, el voltaje aplicado en la terminal
de control no es suministrado por una resistencia
variable (como en el caso mostrado en la figura
3), sino por el convertidor D/A. Este, por cierto,
se estructura básicamente con un arreglo resis-
tivo, un amplificador sumador, algunos interrup-
tores electrónicos y un registro de almacena-
miento (figura 4). Pero veamos estas partes por
separado.
Componentes de un convertidor D/A
a) El arreglo resistivo está estrictamente calcula-
do para que cuando haya conducción en una
o más de sus resistencias, se modifique la ten-
sión en la entrada negativa del amplificador
operacional. De esta manera, también su vol-
taje de salida cambia de valor.
b) El amplificador sumador, es un amplificador
operacional configurado con una resistencia
de retroalimentación entre la entrada negativa
y la salida. También a la entrada negativa se
conecta el arreglo resistivo (RA
, RB
, RC
y RD
) y
la resistencia RS
que se lleva a un voltaje de
referencia.
c) Siempre y cuando los interruptores electróni-
cos (Sw1, Sw2, Sw3 y Sw4) lo permitan, las
resistencias RA
, RB
, RC
y RD
conducirán. Para el
efecto, como se observa en la figura 5, es nece-
sario aplicar en la base de cada uno de ellos
un nivel alto (H).
Con el fin de sintetizar este circuito, hemos
incluido un ejemplo de él en la figura 6 -que
incluye valores para los resistores- y, en la
tabla 1, una lista de los diferentes voltajes de
salida que serán expedidos por el convertidor
-
+
+
-
+Vcc
-Vcc
A
A
1
B
B
1
C
C
1 D
D
1
Voltaje de referencia
Amplificador sumador Resistencia de
retroalimentación
Voltaje de
salida
analógica
Interruptores
electronicos
Registro de
almacenamiento
Flip-flops
RD RC RB RA
Sw1 Sw2 Sw3 Sw4
Out A
Out 1 Out 2 Out 3 Out 4
Out B Out C Out D
In1 In2 In3 In4
Latch
Data
Clock
Entrada
digital
Arreglo resistivo
RS
Diagrama a bloques del convertidor D/A
Amplificador
controlado por
voltaje
Señal a
modificar
Entrada
Salida
Señal
de salida
Voltaje de
control
pequeño
Estructura de la operación del amplificador controlado por voltaje
- +
Amplificador
controlado por
voltaje
Señal a
modificar
Entrada
Salida
Señal
de salida
Voltaje de
control
elevado
- +
Figura 3
Figura 4
Figura 5
Figura 6
-
+
RD
RC
RB
RA
VE=+3V
Sw1 Sw2 Sw3 Sw4
18.7 KΩ 37.5 KΩ 75KΩ 150 KΩ
RM
20KΩ
+12V
-12V
Voltaje de
salida
El voltaje de salida es igual a:
VS = VE x AV en donde:
VE = Voltaje de entrada
AV = Ganancia de amplificación
La ganancia de amplificación es igual a:
AV = en donde:
RM = Resistor de retroalimentación
RE = Resistor de entrada
RM
RE
Voltaje de
referencia (+)
El voltaje aplicado en la
entrada depende de las
caidas de voltaje de Rs,
RA y RC
Unicamente conducen los interruptores
Sw1 y Sw3 porque en su base reciben
un nivel lógico alto (H)
RD
RC
RB
RA
Sw1 Sw2 Sw3 Sw4
Rs
+
-
+
-
+
-
H L H L
-
+
45 46

D/A para ser aplicados al amplificador contro-
lado por voltaje.
d) Finalmente, el registro de almacenamiento tie-
ne la tarea de cambiar la estructura de los
datos que provienen del circuito de control
(microcontrolador) de serie a paralelo, para
después aplicar esta información a los
interruptores electrónicos (Sw1, Sw2, Sw3 y
Sw4).
Los datos de la función a modificar, son envia-
dos por el microcontrolador en un bus digital
llamado I2
C. Este consiste en una señal de da-
tos (data) que contiene la función y magnitud
del cambio, una señal de reloj (clock o CK) que
sincroniza la comunicación entre el microcon-
trolador y la EVR, y una señal de enganche ( T
chip enable) que indica la finalización del ciclo
de la transferencia de datos.
Circuitos que intervienen en los
ajustes electrónicos en televisores
RCA y General Electric
Como se aprecia en la figura 7, en el caso de los
televisores RCA y General Electric el microcon-
trolador (U3101) utiliza las terminales 14 (T chip
enable), 15 (T chip data) y 16 (T chip clock) como
bus I2
C hacia el circuito jungla (chip T U1001), y
sólo las terminales 15 y 16 hacia el sintonizador
(tuner PLL 7401).
Dichas terminales se encargan de realizar los
cambios en ambos circuitos, tanto en el modo
de operación normal del televisor como en el
modo de ajustes electrónicos. Por ejemplo,
cuando el usuario decide cambiar el nivel de
brillo, contraste, color, etc., el bus I2
C actúa sobre
el circuito jungla; si decide cambiar el canal, el
bus I2
C actúa sobre el sintonizador.
Durante el modo de servicio, estas líneas
también llegan al bus I2
C a donde se harán los
ajustes de las EVR de la jungla (fase horizontal,
tamaño vertical, sub-brillo, etc.) y los ajustes de
la EVR del sintonizador (ajustes de presintonía).
Ahora bien, como podrá suponer, para con-
trolar con exactitud algún nivel en una EVR es
necesario proporcionar una palabra digital de
control en su entrada; y aunque hay algunos
ajustes que se pueden modificar dinámicamente
al gusto del usuario (volumen, brillo, contraste,
etc.), hay otros que una vez alcanzado su valor
óptimo lo mejor es permanezcan inalterados.
Precisamente, para grabar todas las palabras
digitales correspondientes a los distintos ajustes,
se ha incorporado a un lado del microcontrolador
una pequeña memoria EEPROM (ROM borrable
y grabable eléctricamente), misma que almacena
todos estos datos y los proporciona al circuito
cada vez que los solicita; por esta razón, las ter-
minales 15 y 16 del microcontrolador se comuni-
can con dicha memoria (U3201). En pocas
palabras, esa memoria constituye el medio de
almacenamiento de los ajustes electrónicos.
¿Cuándo se necesitan los
ajustes electrónicos?
Con lo anteriormente explicado, parece que una
vez grabados los valores adecuados de los dis-
tintos ajustes en la memoria EEPROM, el aparato
no necesita el menor retoque por parte del per-
sonal de servicio electrónico; sin embargo, hay
ocasiones en las que forzosamente tenemos que
acceder a dichos ajustes para corregir algún pro-
blema (pequeño o grave) que se presente en el
televisor. Los casos de servicio más típicos son:
1) Por el uso normal del aparato, algunos compo-
nentes empiezan a “envejecer”; por ejemplo,
el cinescopio ya no tiene unos colores tan
brillantes (coloquialmente se dice que “se bajó
el cinescopio”), y para recuperar su tonalidad
original el aparato requiere de ajustes en color,
luminancia, etc.
2) A través del tiempo, y con el constante calenta-
miento y enfriamiento, algunos componentes
modifican sus características operativas (una
resistencia aumenta de valor, un condensador
modifica su capacitancia, etc.) Esto significa
que las señales que pasen por dichos elemen-
tos serán alteradas, de tal manera que para
recuperar sus características adecuadas se
requiere ajustar diversos elementos del aparato.
3) Un problema que se presenta con cierta fre-
cuencia, es que la memoria EEPROM donde
se graban todos los ajustes antes mencionados
1
w
S 2
w
S 3
w
S 4
w
S a
d
i
l
a
s
e
d
e
j
a
t
l
o
V
L L L L V
0
L L L H V
2
.
0
L L H L V
4
.
0
L L H H V
6
.
0
L H L L V
8
.
0
L H L H V
1
L H H L V
2
.
1
L H H H V
4
.
1
H L L L V
6
.
1
H L L H V
8
.
1
H L H L V
0
.
2
H L H H V
2
.
2
H H L L V
4
.
2
H H L H V
6
.
2
H H H L V
8
.
2
H H H H V
3
Tabla 1
Entradadigital
se llega a dañar o a borrar; por lo tanto, hay
que reemplazar la memoria defectuosa y vol-
ver a ajustar el televisor. Dado que el porcen-
taje de fallas de la memoria EEPROM es muy
elevado, y que la sustitución de dicho compo-
nente es un proceso delicado, en futuros artí-
culos nos enfocaremos al tema.
En cualquiera de los tres casos, tendrá forzosa-
mente que entrar al modo de servicio y modificar
alguno o todos los parámetros internos. Ense-
guida, nos referiremos al método secuencial que
debe de seguir para realizar este tipo de repara-
ciones en los televisores RCA y General Electric
ya mencionados.
Ajustes electrónicos en los
chasises CTC-175 y CTC-185
Antes de iniciar el proceso de ajustes, es preciso
señalar que éstos deben realizarse o confirmarse
si se reemplaza la memoria, o si se tienen proble-
Figura 7
GND
VDD
U3201
EEPROM
Data
Data
Data
Clock
Clock
Clock
1,2,3,
4,7
8
5V
KS1
KS2
KS3
KD1
T-Chip data
tuner clock
T-Chip clock
tuner data
PIP
enable
T-Chip
enable
Reset
Microcontrolador
VDD
OSC
OUT
OSC
IN
GND
6
6
7
8
5
5
4 5
13
10
3
41
2
1
3
42
21
20
1
14
12
16
15 54
53
24
52
22
56
U3101
Enable
Horz
Out
Bus
GND
U1001
CHIIP T
U7401
TUNER PLL
VCC GND
IR3401
5V
5V
5V
5V
Y3101
7.6V
STBY
Alimentación
Aum. vol.
Dism. vol.
Can. asc.
Can. desc.
Menu
47 48

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