Um circuito importante dos televisores em cores que os técnicos precisam conhecer é o da Chave PAL. Presente em todos os televisores que devem receber sinais de TV em cores no nosso padrão, a chave PAL consiste num circuito chaveador com características mais digitais do que analógicas. Este circuito será analisado neste importante artigo para o técnico reparador.
Conforme todos os leitores sabem, o que diferencia basicamente os sinais de cores no sistema PAL em relação NTSC é a inversão de fase que ocorre em cada linha.
Assim, para se obter o sinal de vídeo original no sistema PAL é preciso contar com um circuito especial que tem basicamente duas funções:
a) identificar a linha PAL (aquela que tem o sinal R-Y com a fase invertida).
b) desinverter a fase deste sinal, que chegou ao televisor invertido, devolvendo sua fase original para que ele possa ser usado pelos circuitos do televisor.
Na figura 1 temos um diagrama de blocos que mostra todo o processamento de sinais de croma (sincronismo e vídeo) de um televisor PAL, com destaque para o bloco que vamos estudar.
Para analisar o funcionamento deste circuito lembramos que o sinal R-Y no sistema PAL é denominado sinal V e que o sinal B-Y é denominado sinal U. A fase destes dois sinais é que vai determinar as cores reproduzidas na tela e que, por este motivo, elas devem estar absolutamente corretas se desejamos ter fidelidade de reprodução.
O primeiro passo no processamento do sinal consiste na identificação da linha PAL. Após isso, esse sinal é levado ao circuito demodulador V.
O sinal U (B-Y) não tem sua fase alterada em todas as linhas, o que significa que este sinal não deve ser alterado no processamento.
Assim, o que a chave PAL faz é funcionar como um chaveador que, desvia alternadamente as linhas PAL para um inversor de fase, deixando passar as linhas diretamente que não precisam ter a sua fase invertida.
Existem basicamente duas técnicas para se fazer o chaveamento e inversão das linhas PAL.
A primeira técnica consiste em se inverter o sinal V das linhas PAL antes mesmo deles chegarem ao demodulador V. O sinal U que chega ao demodulador não sofre alterações de fase nestas condições. Assim, conforme mostra a figura 2, no demodulador, chegam os sinais U e V com as fases corretas.
Neste circuito as chaves S1 e S2 consistem na realidade em diodos semicondutores que, por suas características podem funcionar como chaves. Quando polarizados no sentido direto eles conduzem, com uma resistência muito baixa e quando polarizados no sentido inverso, apresentam uma resistência praticamente infinita. Isso significa que, em condução os diodos funcionam como chaves fechadas e quando não conduzindo funcionam como chaves abertas.
Para produzir o sinal de chaveamento a configuração mais comum é a que faz uso de um flip-flop ou multivibrador biestável que é disparado pelos pulsos de sincronismo conforme as linhas identificadas e que devem ter suas fases invertidas.
Na figura 3 temos um circuito típico de um multivibrador biestável ou flip-flop que pode ser usado com esta finalidade e que pode ser encontrado nos modelos de televisores mais antigos usando transistores discretos.
Neste circuito, cada transistor só pode estar em condução se o outro transistor estiver no corte. Assim, em cada pulso de disparo, os transistores trocam ao mesmo tempo de estado: o que estava conduzindo vai ao corte e o que estava no corte passa a conduzir. Isso significa que, pelos pulsos de sincronismo, este circuito gera pulsos retangulares que são mostrados na mesma figura.
Observe que neste circuito, os pulsos devem ser aplicados a duas entradas de disparo, pois em cada instante estes pulsos só atuam sobre um dos transistores, aquele que não está em condução.
Para que estes pulsos retangulares sejam usados no chaveamento do sinais que vem da linha de retardo (sinais U e V) precisamos fazer com que eles polarizem de forma apropriada os diodos que funcionam como chaves.
Para isso temos o circuito mostrado na figura 4.
Neste circuito temos então o sincronismo do flip-flop ou biestável a partir dos pulsos obtidos no transformador de saída horizontal. Veja então que estes pulsos têm exatamente a frequência de varredura horizontal ou seja, temos um pulso para cada linha.
Esta frequência é importante pois devemos chavear apenas as linhas PAL, e elas são alternadas, o que significa que sincronizando este chaveamento pelo transformador de saída horizontal, temos exatamente a frequência que precisamos e em perfeito sincronismo com as linhas.
O sinal retangular obtido no coletor de um dos transistor do flip-flop é aplicado a dois diodos que formam o percurso para os sinais que vêm da linha de retardo do televisor.
Isso significa que, conforme a polarização do catodo de cada diodo esteja no nível alto ou baixo o diodo conduz ou não conduz o sinal.
Assim, acompanhando os pulsos retangulares do multivibrador os diodos conduzem alternadamente os sinais que provém do transistor Q1 que amplifica e inverte a fase do sinal de croma.
Veja então que os sinais aplicados à base do transistor Q1 possuem as fases correta e invertida, e vêm numa sequência que corresponde à varredura da tela.
Os dois sinais (invertido e correto que chamaremos V e V') são amplificados pelo transistor Q1 que funciona também como um inversor de fase.
No emissor do transistor os sinais têm as fases originais, ou seja, o sinal V mantém sua fase V e o sinal V' mantém sua fase V'.
No entanto, no coletor do transistor, as fases são invertidas na amplificação, pois essa é a característica da etapa amplificadora de emissor comum. Assim, no coletor, temos o sinal V com a fase V' e o sinal V' com a fase V.
Isso significa que, se quisermos deixar passar o sinal com a fase correta devemos chaveá-lo a partir do emissor do transistor, ou seja, devemos fazer com que o sinal passe por C2 e que D2 conduza. Por outro lado, se quisermos deixar passar o sinal com a fase invertida (desinvertendo-o) devemos chaveá-lo a partir do coletor do transistor, ou seja, o sinal deve passar por C1 e D1 deve ser levado à condução.
O multivibrador faz justamente este chaveamento, e pela alternância da passagem dos sinais pelos diodos obtemos na saída os sinais com as fases corretas para aplicação ao demodulador.
Para melhor entendimento do leitor, vamos voltar a análise do circuito agora tomando um sinal de determinada cor que seja emitido por uma emissora e que chegue ao televisor e deva ser processado pelos circuitos indicados.
O sinal, mostrado na figura 5, corresponde a uma área de uma cena que tenha uma cor alaranjada.
Observamos que este sinal que é formado pelas componentes U e V tem a fase correta indicada em (A) e a fase invertida indicada em (B).
Como na análise do circuito vamos chamar a fase correta de V e a fase invertida de V'.
Quando a primeira linha que tem a cor indicada é transmitida a componente (R-Y) terá a fase correta conforme mostra a figura em (A). Isso significa que o fasor resultante, chamado de C estará no segundo quadrante o que significa que esta linha leva a cor original que foi captada da cena.
Para a transmissão da linha seguinte temos a inversão da fase, ou seja, a componente (R-Y) será deslocada de 180 graus, conforme mostra a mesma figura em (B). Isso significa que o fasor, mesmo tendo o mesmo módulo (valor) não estará mais no segundo quadrante, mas sim no terceiro quadrante.
Na prática, se o receptor captar este sinal e o processar no quadrante que se encontra (sem a inversão) ele não mais reproduzirá a cor alaranjada mas sim o verde.
Evidentemente, isso não corresponde à realidade. Se um receptor tiver o circuito que faz o chaveamento inoperante, as linhas que correspondem à cena alaranjada serão reproduzidas alternadamente com as cores alaranjada e verde.
A inversão da fase da linha é, portanto fundamental para a manutenção da fidelidade das cores.
O BURST
Um problema importante no funcionamento do flip-flop é o da identificação da linha PAL.
Assim, como mostrar ao flip-flop quando é D1 ou D2 que deve conduzir, ou seja, quando o coletor do transistor deve estar no nível alo ou no nível baixo.
Não basta a oscilação na frequência correta. Se o flip-flop estiver defasado na sua oscilação, ou seja, "mandar" o sinal inverter numa linha que não precisa ser invertida e manter o sinal invertido naquela que precisa ser invertida, as coisas complicam.
No caso de uma cena alaranjada como a que tomamos como exemplo, teremos o aparecimento do verde em seu lugar com a troca das cores!
Quem permite ao flip-flop saber se uma linha é ou não PAL e portanto precisa ou não ser invertida é o sinal de sincronismo de cor ou "burst".
O sinal de burst, salva de subportadora ou simplesmente sincronismo de cor é obtido na saída da última etapa do amplificador de crominância, ou ainda em etapas anteriores dependendo do aparelho.
Para maior facilidade de entendimento do modo como este sinal é obtido, tomamos um circuito típico de separação de burst usando transistores discretos na figura 6.
Neste circuito temos ainda o controle automático de crominância (CAC).
Conforme podemos ver, o sinal que vem do amplificador de crominância (croma) é aplicado à base do transistor Q1 via capacitor de acoplamento C1.
Como o sinal de burst ou salva de subportadora só está presente imediatamente após o pórtico posterior do pulso de sincronismo horizontal, conforme mostra a figura 7, o transistor Q1 opera apenas neste intervalo de tempo.
O corte do transistor fora deste intervalo de tempo é mantido pela tensão +Vcc aplicada ao seu emissor via resistor R11.
O diodo D1, quando recebe os pulsos que vêm do transformador de saída horizontal, é polarizado momentaneamente no sentido de condução permitindo assim que uma tensão negativa seja aplicada ao emissor do transistor Q1 o que o leva à condução.
A carga do coletor de Q1 é sintonizada na frequência da subportadora de 3,58 MHz e o sinal de "burst" separado e amplificado é levado à base de Q2.
O transistor Q2 proporciona nova amplificação do sinal.
A partir da saída de Q2 o sinal é levado ao CAF do oscilador de 3,58 MHz e também para o CAC.
O CAC tem por componente básico o diodo D2 que retifica o sinal da salva e tem como carga o resistor R7.
A tensão retificada é filtrada por C8 de tal forma que seu valor varia proporcionalmente com a intensidade do sinal de "burst". Desta forma, este circuito pode efetuar o controle de cor de forma automática.
Os sinais de sincronismo de cor têm a mesma frequência da subportadora de cor, mas possuem uma defasagem média de 180 graus.
Na figura 8 mostramos a representação vetorial desses sinais.
O fator que representa a subportadora de cor está no eixo de referência horizontal. Como estes sinais devem indicar quando uma linha está com a fase invertida ou não (linha PAL ou não), temos duas possibilidades: assim em (a) o sinal representa o sincronismo de cor durante uma linha normal, enquanto que em (b) este sinal representa o sincronismo de cor numa linha PAL.
As fases dos sinais de sincronismo de cor mudam então de 135 para 225 graus alternadamente conforme a linha a ser reproduzida seja normal ou PAL.
Se tirarmos a "média" desses dois valores vemos que o valor obtido é 180 graus, em relação a subportadora de cor, conforme indicamos.
Essa diferença de fases dos pulsos de sincronismo de cor é importante, pois permite a identificação por parte da chave PAL se uma linha deve ou não ter sua fase invertida, conforme vimos.
Basta então aplicar estes pulsos a um detector de fase. Conforme a fase seja 135 graus (linha normal) ou 225 graus (linha PAL), obtemos pulsos negativos ou positivos de saída que servem para acionamento da chave PAL.
Podemos então garantir que a chave só vai atuar quando estiver presente uma linha que precisa ser invertida (linha PAL) e não uma linha normal.
Se considerarmos que a frequência de varredura horizontal num televisor é de 15 750 Hz, o sinal obtido na saída do comparador que detecta os pulsos de sincronismo de cor tem metade desses pulsos com polaridade negativa e metade positiva, os pulsos aproveitados pelo flip-flop correspondem à metade desta frequência ou 7 875 Hz.
Veja então que no sinal de "burst" encontramos duas frequências distintas: 3,58 MHz e 7,875 kHz que correspondem à frequência da subportadora de cor e à frequência dos pulsos de inversão de linhas.
Na verdade, na prática, a frequência horizontal usada no sistema em cores é um pouco diferente da frequência gerada nos sinais branco e preto (15 734 Hz) no entanto, como são usados circuitos gatilhados o televisor não sente a diferença no seu funcionamento quando recebe um ou outro tipo de sinal.
CONCLUSÃO
O circuito que faz o chaveamento das linhas não é crítico quanto ao funcionamento, apresentando configurações simples de entender mesmo quando são usados componentes dedicados para esta finalidade (circuitos integrados).
Isso significa que, em princípio, os ajustes são praticamente desnecessários e o diagnóstico de problemas é relativamente simples.
No entanto, somente conhecendo o princípio de funcionamento destes circuitos é que o técnico pode saber que tipo de anormalidade pode ocorrer no funcionamento de um televisor em caso de falhas.
Conforme vimos, o não funcionamento da chave pode ter como consequência a não inversão da linha que deve ser invertida com o aparecimento de cores anormais. Por outro lado, problemas de identificação da linha pelo circuito separador dos pulsos, podem levar o aparelho a apresentar "cores trocadas".
