Electronica

INTRODUCCIÓN A LOS DISPOSITIVOS DE PANTALLA

LCD (Liquid Crystal Display) (display de crystal liquido)

Es conveniente para equipos portátiles con pantallas de hasta 15”, como computadoras tipo agenda (Palm), equipos de video portatiles, DVDs con pantalla incorporada, PCs portátiles, etc. debido a su peso liviano y bajo consumo de energía.

Fig.4.1.1Pantalla LCD incorporada a un camcorder

Recientes avances en esta tecnología han permitido aumentar el tamaño de las pantallas de LCD, mejorando los colores, los contrastes, los ángulos de observación y el costo. Fue la primer pantalla que reemplazó al TRC y por lo tanto es la que tiene mayores antecedentes de producción.

El cristal liquido no genera luz, solo la regula cambiando su coeficiente de transmisión. La fuente de luz se encuentra detrás de la pantalla LCD y generalmente es uno o mas tubos fluorescentes. Esta estructura es totalmente distinta a la de un TRC y muchos usuarios se quejan de que las imágenes no son naturales.

ARREGLOS DE LED (Light Emitter Diode)

Es en realidad una aplicación de los leds individuales formando triadas de colores rojo, verde y azul. El nivel de luminosidad de este tipo de pantallas es alto, por lo tanto es bueno para pantallas externas, como letreros, pantallas de tráfico, pantallas de estadios, etc. Este tipo de pantalla tiene limitaciones en cuanto a la resolución de la imagen cuando se trata de pantallas de dimensiones pequeñas. Para pantallas de estadios puede tener mayor definición que otros tipos. Ver la Fig.4.2.1.

FIG.4.2.1 Pantalla de leds

Su costo es elevado debido al costo de cada led individual y su conexionado y los colores no son exactamente los que corresponden al TRC pero en general son los que mas se aproximan si los leds están bien elegidos.

OLED (Organic LED) también llamados OEL (Organic Electroluminiscense)

Es lo último en tecnología de pantalla, con buenas características, como muy bajo peso, bajo consumo de energía, alta resolución, estructura delgada (algunos son inclusive flexibles y se adaptan a la superficie de la pared). Se utiliza en teléfonos portátiles, TVs pequeños, DVDs con pantalla, displays y nuevos dispositivos de video. Ver la fig. 4.3.1.

Fig.4.3.1 Display de un auto radio

Aun están en la fase experimental con el inconveniente de que la vida media de los pixeles rojos es bastante menor que la de los azules y verdes.

En lo que sigue de esta entrega vamos a analizar solo las pantallas de plasma.

PLASMA

Un dispositivo de plasma opera con un píxel formado por una célula gaseosa similar a una lámpara de neón. Solo que el gas utilizado no es neón sino una mezcla de gases raros que emite luz ultravioleta que por supuesto no es visible. La luz ultravioleta incide en una superficie de fósforo similar a la usada en las pantallas de TRC y genera una imagen con los colores clásicos. Ver la figura 4.4.1.

Fg.4.4.1 Pantalla de plasma

Entre sus inconvenientes está el hecho que la iluminación por descarga gaseosa requiere excitación con tensiones altas que deben ser variadas para cambiar el brillo de cada píxel y eso dificulta la fabricación de los circuitos integrados. La estructura de esta pantalla es bastante mas pesada que la de un LCD pero mucho mas liviana que la de un TRC de características similares.

Otra característica interesante de un plasma es que los pixeles emiten su propia luz igual que un TRC pero con la diferencia de que no existe una iluminación difusa de fondo lo que genera relaciones de contraste tan altas como 1.000 veces en tanto que un TRC de muy buena calidad solo llega a unas 50 veces.

CONEXIÓN Y CONFIGURACIÓN

Cada marca posee su propia forma de interconectar los equipos, nosotros vamos a tomar como ejemplo la marca Pioneer.

Para conectar la pantalla a lo que se suele llamar “Media Receiver” (receptor multimedia) o mas comúnmente en América Latina “caja mágica” se utiliza un conector DVI (Digital Visual Interface). Este conector provee conexiones digitales de alta velocidad, especiales para transmisión de datos de video. Esta Interfase es ideal para evitar la doble conversión que siempre existe en una pantalla plana. En efecto el procesamiento de la señal para adecuarla a la cantidad de píxeles que posee la pantalla requiere un complejo procedimiento matemático que solo se puede realizar si las señales analógicas que salen del receptor se transforman en digitales. Pero un receptor moderno realiza un procesamiento digital de las señales y por lo tanto no tiene sentido realizar un doble procesamiento convirtiendo la señal de digital en analógica para sacarla luego como analógica, si en la pantalla se la tiene que procesar pasándola de analógica a digital.

La salida digital es una salida por componentes, es decir por Y Pb y Pr (luminancia, diferencia al azul y diferencia al rojo) garantizando de este modo la menor cantidad de procesamientos posibles, porque estas son precisamente las señales enviadas por la emisora luego de codificadas digitalmente. Ver la fig.5.1.1.

Fig.5.1.1 Conexión digital por componentes

A continuación vamos a enumerar todas las entradas y salidas de una moderna pantalla.

Entradas de antena: una de pin fino, que recibe señales de VHF y UHF de cable o aire.

Entrada A/V (delantera): Un conector RCA de audio mono y otro de video compuesto

Entradas A/V (posteriores): tres conectores, uno de video compuesto y los otros de audio estereofónico.

Salida A/V (posterior): Un conector RCA para audio mono y otro para video compuesto

Entrada de S-Video (delantera): Un conector de 5 patas para entradas separadas de luma y croma

Salida de S-Video (posterior): Un conector de 5 patas para salidas de luma y croma

Entradas de S-Video (posteriores): 3 conectores de 5 patas selecionables desde el control remoto como video 1 video 2 y video 3.

Entradas componentes: Dos entradas de componentes (Y, Pb, Pr) una digital y otra analógica.

Entrada D-Sub 15 (delantera): Una entrada para la salida de monitor de una PC del tipo RGB

Vamos a dar una corta explicación sobre todas las señales indicadas anteriormente:

RGB: Señal de video compuesta por los 3 colores primarios: Rojo, Verde y Azul. Todo el espectro de color se puede representar mediante la variación de la intensidad de estos 3 colores. Esta señal RGB tiene que modificarse antes de procesarse o transmitirse ya que su ancho de banda es muy amplio.

La información de la imagen en colores y en blanco y negro está combinada dentro de las señales RGB.

Señal de video por componentes (CS de Component signal). También conocida

como señal Y/Pb/Pr ó Y/Cb/Cr. La componente “Y” de esta señal representa la información de blanco y negro contenida en la señal RGB. Las señales “Pb” y “Pr” y “Cb” y “Cr” son señales de diferencia de color, las cuales se derivan matemáticamente de la señal RGB original como Cb = B –Y y Cr = R – Y . Ver la fig.5.1.2.

Fig.5.1.2 Salida de video por componentes

Las señales RGB o las Y/Pb/Pr y la señal compuesta de video son diferentes entre si y por lo tanto no son compatibles. Se necesita un transcodificador para convertir una señal RGB en señal por componentes o por diferencias de color y viceversa.

Las señales de supervideo S-Video o de super VHS se generaron originalmente en los videosgrabadores para mejorar la calidad original de las películas VHS (Video Home System). Los discos DVD simplemente tomaron esa norma y la utilizaron porque no hacia falta crear otra. Los DVDs originales generaban solo SVHS. Para poder observar esas normas en una pantalla hay que convertirla en un formato apto para esto. Ver la Fig.5.1.3.

Fig.5.1.3

El primer paso es corregir el conector S-Video, que es un conector que siempre presente en los reproductores de DVD y los Home.

La señal por componentes esta dividida en 3 partes: una parte es la información de blanco y negro (Y) y las otras son las dos señales de diferencia de color (Pb y Pr). La conexión S-Video mantiene separada la información “Y” y combina las señales de diferencia de color en una sola señal de color (C). Sólo van dos señales a la pantalla, la luminancia por un lado y la crominancia por otro.

La señal de video compuesto CV (Composite video): Es una señal de video compuesta por la información blanco y negro (Y) y por la información de color (C) ambas mezcladas en un mismo cable. El hecho de transmitir ambas informaciones por el mismo cable genera varios problemas en la imagen, tanto en los sistemas PAL (Phase Alternating Line) como en el NTSC (National Television System Committee). La desventaja consiste en que una vez juntadas las informaciones de color “C” y la información blanco y negro “Y”, no pueden volver a quedar perfectamente separadas debido a limitaciones de ambos sistemas.

TECNOLOGÍA BÁSICA DEL DISPLAY DE PLASMA

¿Qué es el plasma?: La física nos enseña que todos los materiales pasan por tres fases de acuerdo a la temperatura; fase sólida a baja temperatura en donde las moléculas o los átomos ocupan un lugar físico determinado y estable; una fase líquida a temperatura media en donde la substancia toma la forma del recipiente que la contiene y los átomos y moléculas no ocupan un lugar determinado, hasta que el liquido permanezca en reposo luego de un tiempo y por último la fase gaseosa a alta temperatura en donde los átomos y las moléculas vibran enérgicamente y se desplazan de un punto a otro. Un material cambiará su condición a medida que aumenta la temperatura. Ver la fig.6.1.1.

Fig.6.1.1 Los cuatro estados de agregación de la materia

La física moderna considera un cuarto estado de agregación de la materia a una temperatura muy alta. Esta condición es el estado plasmático o de plasma en donde las partículas del gas se ionizan generándose iones negativos y positivos. Es decir que existen cuatro grados de agregación de la materia: Sólido, Líquido, Gaseoso y Plasmático. La diferencia entre el estado plasmático y el gaseoso es que en el primero los átomos se modifican perdiendo electrones y en el segundo no; los átomos son siempre neutros. Tenga en cuenta que el gas dentro de la pantalla está a una elevada temperatura y por lo tanto hay perdida de calor y eso significa que esta pantalla no tiene un gran rendimiento.

Hay 2 tipos de pantalla de plasma aunque la primera ya es historica:

1. Pantalla de plasma tipo DC: Se aplica una tensión continua a los electrodos de la celda para que esta genere iones gaseosos. Cuando estos iones vuelven a su estado estable se descargan emitiendo luz ultravioleta. Este sistema tiene muy baja persistencia y la pantalla tiene muy poca duración por efectos de la corrosión electrolítica de los electrodos.

 2. Pantalla de plasma tipo AC: Se aplica una tensión alterna AC a los electrodos de la celda. Los iones gaseosos se energizan y al volver al estado estable emiten luz ultravioleta. Estos cambios de estados se repiten constantemente a la misma frecuencia de la tensión aplicada. Con este sistema de excitación el gas tiene mas persistencia que con el de tensión continua y no existe el problema de la corrosión. Como la pantalla tiene mas rendimiento puede excitarse a menor corriente y eso reduce la temperatura de trabajo y la perdida de rendimiento térmico.