Um instrumento indispensável para a oficina de reparação de televisores é o gerador de barras. Produzindo os padrões verticais e horizontais ele permite o ajuste preciso dos circuitos de linearidade e altura, que são sempre importantes quando se faz algum tipo de reparo nessas etapas. Apresentamos neste artigo o projeto de um bom gerador de barras que produz tanto o padrão horizontal como o vertical e também, numa terceira opção, o padrão cruzado. O aparelho é alimentado por pilhas e emite o sinal para o televisor a ser ajustado, não havendo necessidade de qualquer conexão.
Nota: Artigo publicado na Revista Saber Eletrônica 193 de 1988.
Quando trocamos componentes das etapas de deflexão vertical e horizontal de um televisor, normalmente precisamos fazer um ajuste de sua linearidade e altura, para compensar as eventuais distorções introduzidas pelas tolerâncias dos novos componentes. Se não fizermos esses ajustes teremos deformações desagradáveis nas imagens, como por exemplo esferas que aparecem ovais, rostos alongados e outros problemas semelhantes (figura 1).
O ajuste da linearidade e da altura exige uma imagem padronizada fixa, pois temos que nos orientar por alguma referência na própria tela. A imagem gerada pelas estações antes de iniciarem sua programação é um exemplo, mas esta imagem só está disponível em alguns horários, e o técnico precisa trabalhar o dia inteiro.
Para solucionar este problema, gerando uma imagem padrão para o ajuste de linearidade e altura, existem equipamentos comerciais denominados Geradores de Barras.
Muitos destes aparelhos usam integrados dedicados, bastante sofisticados, gerando muitos tipos de padrões, inclusive os necessários ao ajuste de televisores em cores. No entanto, o custo de tais aparelhos nem sempre os torna acessíveis aos técnicos.
Assim, a solução que propomos aos técnicos reparadores ou àqueles que gostam de realizar seus próprios reparos em televisores, é a montagem de um econômico gerador de barras verticais e horizontais, alimentado a pilhas e com componentes comuns, de baixo custo.
Nosso gerador é alimentado por 4 pilhas, com baixo consumo de corrente, emitindo um sinal para um televisor próximo sintonizado num canal livre, entre o 2 e o 6.
Através de duas chaves podemos selecionar um padrão de barras horizontais (4 a 12), um padrão de barras verticais (3 a 7), e o padrão quadriculado, com a combinação dos padrões anteriores.
O número de barras é ajustado em dois potenciômetros, de modo que o técnico tem total liberdade para escolher o padrão para o ajuste.
A montagem não oferece dificuldades aos reparadores experientes, já que usamos integrados CMOS comuns, mas como se trata de aparelho que opera em frequências elevadas, e pulsos de curta duração, todo cuidado deve ser tomado para que não sejam introduzidas instabilidades de funcionamento, devido às fiações longas ou trilhas na placa de circuito impresso mal posicionadas.
CARACTERÍSTICAS DO CIRCUITO
- Tensão de alimentação: 6V
- Corrente de consumo: 5mA (tip.)
- Faixa de operação: 54 a 88MHz (canais 2 a 6)
- Barras horizontais: 4 a 12
- Barras verticais: 3 a 7
O CIRCUITO
Para entender como funciona nosso gerador é interessante analisar o modo de produção de uma imagem na tela do televisor.
Tomando então um quadro, que dura 1/30 de segundo, vemos que o ponto produzido pelo feixe de elétrons deve varrê-lo no sentido mostrado pela figura 2, produzindo 262,5 linhas. No quadro seguinte são produzidas outras 262,5 linhas, que são entrelaçadas à do quadro anterior, produzindo-se assim a imagem final de 525 linhas.
O movimento do feixe de elétrons, que produz as linhas e cada quadro, é controlado por dois sinais de varredura, conforme mostramos na fig. 2.
O sinal de frequência mais baixa, dente de serra, leva o ponto luminoso do alto da tela até sua borda inferior. Este é o sinal de varredura vertical. Ao mesmo tempo, um sinal de frequência mais alta leva o ponto da esquerda para a direita, sendo este o de varredura horizontal. A combinação dos dois sinais faz com que o ponto luminoso produzido pelo feixe de elétrons "gere" uma grande quantidade de linhas que encherá a tela.
Veja que, no retorno de cada linha e no retorno do bordo inferior da tela para o bordo superior, o ponto deve ser "apagado", para não aparecer sobreposto às linhas luminosas. Este é o retraço.
Se o ponto não tiver sua intensidade alterada, a tela do televisor aparecerá totalmente branca. No entanto, o sinal que vem da estação serve para modular o feixe de elétrons, criando assim regiões de claros e escuros que reproduzem a imagem original captada pela câmera.
Para que a imagem seja perfeita existe ainda um sinal importante a ser considerado. Trata-se do pulso de sincronismo, que deve "mostrar" ao circuito o instante em que devem começar os ciclos de varredura, a fim de que correspondam à imagem original. Sem este pulso, a imagem não "estaciona", entortando ou rodando de modo descontrolado.
Para gerar linhas horizontais tudo o que precisamos é ativar o feixe de elétrons por determinados instantes, que correspondem a pelo menos uma linha da varredura. Para a produção de uma barra mais larga, devemos acionar o feixe de elétrons pelo tempo suficiente que permita a produção de diversas linhas.
Se quisermos produzir diversas linhas devemos ter pulsos repetidos numa certa velocidade, que deve ser constante e determinada pela própria frequência da varredura, de modo a poder ser "encaixada" na duração de um cicio do sincronismo.
Assim, para produzir de 4 a 12 linhas, o sinal gerado deve estar entre 300 a 1200Hz. Se o ciclo ativo deste sinal for de 50%, ou seja, sua duração for igual ao intervalo, teremos faixas escuras e claras com a mesma largura (figura 3).
Não é este padrão que desejamos, entretanto. Para produzir faixas estreitas com intervalos maiores fazemos uso de um artifício. Geramos um sinal de frequência 10 vezes maior, ou seja, entre 3 e 12 kHz e o aplicamos a um 4017, que opera como divisor por 10. Obtemos desta forma um sinal com ciclo ativo de 10% apenas, conforme mostra a figura 4.
O resultado é que temos uma barra horizontal com 10% da largura do intervalo, ou seja, uma faixa de 10% clara e uma de 90% escura.
O sinal deste setor do circuito é aplicado ao modulador, cujo princípio de funcionamento será analisado mais adiante. Para gerar as barras verticais o princípio é o mesmo, no entanto como os tempos envolvidos são muito menores, temos problemas adicionais a considerar.
De fato, as barras verticais são formadas por pequenos traços, cujo comprimento determinará sua largura, conforme mostra a figura 5.
Os tempos envolvidos são da ordem de microssegundos. Assim, se levarmos em conta que o ponto luminoso leva apenas 1/15750 segundos para gerar uma linha, uma faixa vertical que tenha 1/100 da largura da tela deve durar apenas 1/1575000, ou 0,634 microssegundos. Mas, o mais difícil a ser considerado é que cada traço gerado, que deve formar a linha vertical, deve ocorrer no mesmo instante a partir do início de cada linha, ou em outras palavras, precisamos "alinhar" verticalmente estes traços, sincronizando-os com a própria varredura do televisor.
Temos então que produzir pulsos de curta duração numa frequência que determine a quantidade de linhas a serem apresentadas e num valor que seja um múltiplo do tempo de sincronismo.
No nosso circuito fazemos isso com a ajuda de dois integrados. O primeiro consiste num oscilador que gera um sinal retangular, cuja frequência vai determinar o número de barras verticais. Para produzir de 3 a 7 barras (ou mais) este circuito gera de 80 a 200kHz.
No entanto, o ciclo ativo deste sinal também é de 50%, o que significa que se fosse levado ao modulador produziria faixas claras e escuras da mesma largura.
Como a faixa deve ser estreita, e isso é conseguido com a diminuição da duração do pulso, passamos o sinal do oscilador para um monoestável rápido construído em torno de um inversor CMOS com o 4069. O capacitor e o resistor determinam a duração do pulso de saída e com isso a largura da faixa vertical.
Veja que nos dois circuitos é importante que as frequências dos pulsos gerados sejam múltiplas das frequências de varredura, para que possamos obter uma imagem estática.
Para isso dotamos os dois osciladores de um controle que permite fazer o ajuste, levando as frequências tanto do oscilador que produz as barras verticais, como as horizontais, o mais próximo possível da frequência exigida pelo televisor, quando então seus circuitos internos podem ser ativados para "amarrar" o sinal e assim conseguirmos uma imagem perfeitamente parada.
No caso das barras verticais e horizontais produzidas isoladamente, obtemos o sincronismo com bastante facilidade. Para as duas barras superpostas, quando então geramos o padrão quadriculado, o circuito se torna mais crítico, exigindo um pouco mais de cuidado no ajuste para obter a imagem estacionária, mas isso não será difícil, pois uma vez ajustada, a imagem se mantém.
A transmissão do sinal para o televisor se faz por um simples oscilador de alta frequência com um transistor BF494. A bobina L1, juntamente com CV, determinam a frequência de operação e, portanto, em que canal a imagem gerada será captada.
O sinal de modulação das barras horizontais entra pela base do transistor, enquanto o sinal das barras verticais é aplicado ao emissor. Os resistores determinam a intensidade relativa das barras, ou seja, sua tonalidade, podendo eventualmente ser alterados.
A estabilidade do modulador é boa, levando-se em conta que em TV temos uma faixa relativamente alta para cada canal, e seu alcance é da ordem de 20 metros, mais do que suficiente para um trabalho de oficina.
Veja que a emissão do sinal dentro de uma oficina permite que vários técnicos possam usá-lo, ao mesmo tempo, em seus trabalhos.
MONTAGEM
O circuito completo do gerador de barras é mostrado na figura 6.
A placa de circuito impresso é mostrada na figura 7.
Os circuitos integrados são montados em soquetes Dl L de 14 e 16 pinos, conforme cada caso. Observe que junto aos pinos de alimentação de cada integrado (+VCC) podem ser colocados capacitores de 100n F para desacoplamento (não constantes do diagrama). Estes capacitores são opcionais, caso ocorram instabilidades de funcionamento com o aparecimento de retraços ou linhas que não façam parte do padrão original.
A bobina L1 consta de 5 espiras de fio 22 ou 24AWG, com tomada na espira para ligação da antena. O diâmetro da bobina é de 1cm e o seu comprimento é de 1,5cm, não sendo usado núcleo.
A antena consiste num pedaço de fio rígido de 15 a 25cm de comprimento, ou antena telescópica de mesmas dimensões.
Os capacitores usados são todos cerâmicos, exceto os de filtragem da alimentação, que são eletrolíticos para 6V ou mais.
Os resistores são de 1/8W com 10% de tolerância e os potenciômetros comuns lineares. Observe que as ligações dos potenciômetros devem ser bem curtas. Ligações longas devem ser feitas com fios blindados, pois o ruído da rede pode modular em frequência o sinal gerado, causando oscilações nas linhas geradas que "entortarão" de forma desagradável.
e para as pilhas deve ser utilizado um suporte apropriado.
O transistor Q1 pode ser um BF494, BF495 ou qualquer equivalente que oscile na frequência de operação. As chaves S1, S2 e S3 são comuns, e para as pilhas deve ser utilizado um suporte apropriado.
PROVA E USO
Para testar seu gerador de barras, ligue um televisor num canal livre entre o 2 e o 6, a uma distância de 1 a 2 metros do gerador. Acione a chave S3. Inicialmente S1 e S2 devem estar abertas.
Ajuste então CV para captar o sinal do transmissor no televisor. Este sinal será caracterizado pelo completo desaparecimento do chuvisco, com o aparecimento simultâneo de uma tela branca ou cinzenta.
Acione S1. Devem aparecer linhas horizontais na tela. Ajuste P1 para obter o número de linhas desejado e retoque a sintonia do televisor a fim de que estas linhas sejam brancas com fundo preto. Ajuste os controles de brilho e contraste para que a imagem seja pura, sem nenhum outro componente indesejável na tela. Um novo retoque em P1 pode ser necessário para se obter uma imagem estável, "amarrando" o sincronismo do televisor. A seguir, abra S1 e feche S2. Devem aparecer pontos na tela ou, com sorte, as linhas verticais. Não atue sobre a sintonia do televisor. Ajuste P2 para que sejam obtidas linhas brancas verticais estáveis.
Obtido este padrão, feche novamente S1. Deve aparecer uma imagem com o padrão quadriculado. Um retoque em P2 pode ser necessário para se obter linhas verticais estáveis, já que no padrão quadriculado esta operação é mais delicada (figura 8).
Na figura 9 temos alguns problemas que podem ocorrer com controles de linearidade e altura deficientes.
O ajuste deve ser feito de tal modo que as linhas sejam igualmente espaçadas, tanto no padrão vertical como horizontal, e que sejam também perfeitamente paralelas.
Na figura 10 temos um diagrama de televisor que mostra o setor onde devemos atuar para ajustar a linearidade e altura.
