Pantallas de Plasma
Sepa cómo funcionan y
aprenda a repararlas
EN ESTE MINICURSO DE PANTALLAS MODERNAS VAMOS A
EXPLICARLE DE UN MODO SIMPLE Y AMENO LA NUEVA TECNOLOGÍA DE
PANTALLAS DE PLASMA.
pantallasp@blogger.comINTRODUCCIÓN
La imagen siempre se producía haciendo
incidir electrones de alta velocidad sobre una pantalla de vidrio que tenia
fósforo depositado. La energía de los electrones era suficiente para que los
átomos de fósforo quedaran energizados (algunos electrones pasaban a una orbita
de mayor diámetro). Como este estado es inestable un instante después el átomo
emitía energía y volvía a su estado estable. Si esa emisión de energía estaba
dentro de las longitudes de ondas visibles se observaba un punto luminoso sobre
la pantalla. En un principio se elegían diferentes tipos de fósforos para lograr
un punto blanco en la
TV de ByN y luego se usaron tiras de
fósforo de colores rojo, verde y azul en la TV color.
Luego todo consistía en mover ese punto
sobre la pantalla para formar el raster de TV al mismo
tiempo que se cambiaba la cantidad de electrones incidentes sobre la pantalla
para cambiar el brillo del punto. Todo muy simple y muy analógico. Pero esa fue
la pantalla de TV que miró toda la humanidad por casi 70
años.
Pero el nuevo siglo nos trajo nuevas
pantallas de TV y una nueva obligación para los ya complicados técnicos
reparadores de nuestra época. Aprender a reparar TVs
que no se parecen en nada a los viejos televisores de TRC. Inclusive podríamos
decir que no tienen nada en común ya que los últimos TVs en realidad son monitores o pantallas bobas. No nos referimos al contenido de la programación sino
a la utilidad del dispositivo. En efecto los primeros plasmas o LCD poseían el
típico sintonizador de canales y tenían una entrada de antena. Los últimos
simplemente tiene una entrada por componentes R G V o R V A en español
(analógica o digital) o quizás alguna entrada de video compuesto y nada mas.
Y es muy lógico que así ocurra, porque
la civilización a 7 años de comenzado el nuevo siglo no sabe aun por donde va a
llegar el contenido de la TV.
De hecho se puede asegurar que el medio de transmisión puede
ser el espectro electromagnético con estaciones terrestres o satelitales, el
cable coaxil, la fibra óptica o inclusive el viejo par
telefónico. Todos los medios son aptos y esta guerra recién empieza. Por lo
tanto los fabricantes de pantallas hicieron lo más adecuado. La pantalla es sólo
para mirarla; el dispositivo que selecciona el contenido será externo y adecuado
al medio y a las características de la transmisión. Teóricamente la pantalla
debe ser adecuada para observar hasta el sistema de mayor definición que es
la TV de alta
definición o HDTV y de allí para abajo deberá adaptarse a todas las otras normas
de menor definición. Decimos teóricamente porque no todas las pantallas soportan
sistemas de alta definición, algunas sólo son aptas para definición tipo DVD y
otras sólo para transmisiones de TV analógicas.
A la espera de un curso formal
presentamos este minicurso y tal la costumbre del
autor vamos a realizar una explicación tipo “a vuelo de pájaro” es decir muy por
encima para luego en un curso formal insistir en los temas mas importantes con
todo los básico conocido.
Por último queremos mencionar un tema
por demás importante para el vapuleado gremio de los reparadores: el costo de
una reparación. Históricamente en America Latina una
reparación siempre ronda el 10% del valor de un equipo similar al que estamos
reparando. El último equipo que ya ingresó formalmente a nuestros laboratorios
de reparación es el DVD y su precio tan exiguo en el caso de los simples
reproductores, hacen que sea un mal negocio repararlos (salvo cuando se trata de
algún Home, un grabador o de un reproductor portátil
con pantalla LCD).
Las nuevas pantallas tienen valores
superiores a los 1.000 U$S casi sin límite superior ya
que una pantalla de plasma de 50” con relación de aspecto de 16/9 apta
para HDTV puede costar 5.000 U$S. Esto hace que los
reparadores se vuelvan a amigar con la profesión que vuelve a tomar interesantes
posibilidades económicas.
El problema es que una pantalla de
plasma no se repara con el método de cambiar y probar. Para repararlas hay que
saber, tener instrumental y mucha paciencia, por la falta de repuestos que
suponemos irán apareciendo poco a poco en el mercado. Y al decir reparar no nos
referimos al trabajo de un servicio técnico autorizado que se limite a cambiar
plaquetas y devolverlas a fabrica para su reparación; me refiero al trabajo de
hormiga de ubicar una placa dañada y repararla a nivel de componentes.
Esta entrega es sólo el comienzo de una
larga etapa de aprendizaje. Digamos que aquí le mostramos de qué se trata; más
adelante encararemos el tema con mucha más extensión en la forma de uno de
nuestros acostumbrados cursos.
Tecnología
básica de las pantallas
de Plasma
Introducción
al dispositivo pantalla. Una pantalla de TV actual puede estar construida con
las siguientes tecnologías.
CRT
PLASMA
LCD
LED
OLED
Los
conceptos básicos de TV nos ayudarán a repasar nuestros conocimientos para así
entender más claramente los nuevos dispositivos de observación de las
imágenes.
CRT (Cathode-ray tube) o en Español TRC
Es la
tecnología más ampliamente utilizada en el mundo actual, en productos
comerciales, productos para consumidores, productos industriales, campo
educativo, profesional, etc.
En vista de
que esta tecnología ha sido ampliamente utilizada, es muy difícil cambiar las
opiniones establecidas por los usuarios al tratar de introducir la nueva
tecnología de pantalla de plasma. Por ejemplo, los usuarios están acostumbrados
a los colores de los fósforos de un TRC y difícilmente acepten otros como
buenos.
Antes de
comenzar a explicar el funcionamiento de las diferentes pantallas vamos a
aclarar algunos conceptos con referencia a la percepción luminosa del ojo
humano. La TV no es
más que una extensión del cine en lo que respecta a los fenómenos ópticos. Por
lo tanto, si el cine es un engaño para el ojo, la TV también lo és
y prácticamente con los mismos parámetros de
funcionamiento.
Cuando Ud. mira una pantalla de cine o de TV y percibe una imagen
en movimiento se está engañando. En realidad se trata de una rápida sucesión de
imágenes fijas. Muchos autores dicen que los fenómenos son diferentes porque la
imagen de TV se forma con un punto que recorre la pantalla en un barrido similar
al de la lectura de un hoja escrita. En realidad se
equivocan porque todas las pantallas deben poseer un fenómeno llamado
persistencia ya que la persistencia del ojo no alcanza para producir una imagen
brillante si cada punto está encendido solo una pequeña cantidad de tiempo.
Si Ud. toma un led y le hace circular
un pulso de 1A durante 1mS y luego lo mantiene apagado por 999mS más, obtiene
una sensación luminosa similar a que el LED tuviera aplicada una corriente
permanente de 1mA. El ojo es un integrador en
lo que respecta a las sensaciones luminosas.
En
cinematografía se proyectan fotogramas completos que sólo se interrumpen cuando
se debe proyectar el siguiente fotograma (asimile un fotograma a un barrido
completo por punto volante en donde cada elemento de imagen iluminado tarda en
apagarse tanto como el sistema tarda en recorrer todos los elementos de
imagen.
Para tener
una buena sensación de movimiento, basta con iluminar 24 fotogramas por segundo.
Pero con esa velocidad el ojo percibe un parpadeo muy molesto. Para que el
parpadeo no se note se requieren 48 fotogramas por segundo pero el consumo de
película es el doble de lo necesario para percibir un movimiento continuo. La
solución es que cada fotograma se ilumine dos veces haciendo pasar una cruz
opaca por delante del fotograma proyectado (cruz de
Malta).
En TV ocurre
algo similar solo que no es película lo que se consume sino ancho de banda
electromagnético. La imagen completa se obtiene proyectando dos cuadros. Pero
recuerde que es la pantalla la que debe proveer la mayor parte de la
persistencia y no el ojo. Y si no me cree apague un TV en una habitación muy
oscura y observará que la última imagen se puede percibir por varios segundos
aunque con un brillo que va reduciéndose paulatinamente en forma logarítmica.
En la figura
3.1.1 se puede observar la exploración de una pantalla por el método de fila y
columna que es el empleado universalmente para ver TV.
Fig.3.1.1 Pantalla
elemental de 8x6 pixeles con un píxel
iluminado
¿Qué ocurre
si un elemento de imagen no dura encendido un tiempo igual al tiempo total de
exploración de la pantalla? La pantalla pierde rendimiento porque ese elemento
no está encendido todo el tiempo que podría estarlo. Imagínese que la pantalla
se explora en 20 mS y que cada elemento de imagen
tiene una persistencia de 2 mS. La sensación es que el tubo tiene un rendimiento
luminoso del 10% del rendimiento que tendría si el elemento de imagen tuviera
una persistencia de 20 mS en donde se llega al
100%.
¿Y si se usa
un sistema con una persistencia muy alta como se ve la imagen? Depende de la
imagen. Si es una imagen fija o que se mueve lentamente, no hay ningún problema
pero hagamos la salvedad que el rendimiento no es mayor. Es obvio que la
pantalla no puede rendir mas que el 100%. Si la imagen
cambia muy rápidamente se observan algunos problemas en la parte de la pantalla
que mas cambia. Por ejemplo en un partido de fútbol la pelota se observa con una
cola como si fuera un cometa.
Conceptos básicos de
TV
El TRC es el principal componente de
un TV. Este despliega en su pantalla las imágenes de video recibidas por un
sintonizador. Las imágenes se dibujan punto por punto en la pantalla gracias al
cañón electrónico. Cada punto que conforma la imagen se llama “pixel”. Los principales componentes del TRC son: El cañón de
electrones, el yugo y la pantalla de vidrio con fósforo. Ver la figura
3.2.1.
Fig.3.2.1 TRC
El cañón
genera un haz de electrones que tiene que recorrer toda la pantalla una y otra
vez en un movimiento de zig zag, independientemente del contenido de la señal de video.
El dibujo formado sobre la pantalla se llama “raster”
(barrido). Se requieren 2 ciclos de barrido vertical en forma de diente de
sierra para formar una pantalla completa o cuadro. Cada uno de esos dos ciclos
se llama campo.
Las señales
que producen el barrido se aplican al yugo y tienen forma de diente de sierra
dibujando finas líneas horizontales de izquierda a derecha; luego regresan y
vuelven a dibujarla otra línea en la misma dirección.
Las señales
aplicadas al yugo son dos; las de baja frecuencia se encargan de mover
verticalmente el haz de arriba hacia abajo en tanto que las de mayor frecuencia
lo mueven de izquierda a derecha en una forma de barrido similar a la que se
utiliza para leer un texto. Hay dos normas de barrido comunes en el mundo, una
es la NTSC y la
otra es la PAL.
En lo que sigue indicaremos sobre una línea inclinada lo que
corresponde a NTSC y debajo lo que corresponde a PAL.Ver la figura 3.2.2.
Fig.3.2.2 Barrido de TV
525/625
líneas generan un cuadro completo. Este cuadro completo no se muestra todo de
una sola vez, como ya dijimos se divide en dos “campos”, cada uno compuesto por
262.5/312,5 líneas. El primer campo dibuja todas las líneas impares y el segundo
campo dibuja las pares. Luego los dos campos se entrelazan para formar un
cuadro. La frecuencia de los campos es lo suficientemente rápida para que el ojo
sea incapaz de detectar que los campos no son continuos. Es decir que se observa
una pantalla de 525/625 líneas sin que el ojo pueda saber que se trata de dos
campos.
Sintetizando:
se despliegan 60/50 campos por segundo, o sea, 30/25 cuadros completos por
segundo. Como hay 60/50 campos por segundo, la señal de control vertical se debe
mover de arriba hacia abajo a una frecuencia de 60/50Hz. Como cada uno de los
60/50 campos contiene 262,5/312,5 líneas, se deben dibujar 15.750/15.625 líneas
horizontales por segundo, por lo tanto, la frecuencia horizontal debe ser de
15.750/15.625 Hz
Pensamos en
una imagen en blanco y negro y en tubo excitado por cátodo. Si la señal de
cátodo es baja en el momento en que el haz impacta al fósforo, se verá un punto
blanco en ese pixel porque llegan muchos electrones.
Una tensión alta producirá un punto negro porque no llega ningún electrón. O
casi negro, porque el resto de la pantalla puede tener puntos iluminados que
iluminan el interior del tubo y el punto negro toma algo de brillo.
En un TV en
colores hay 3 cañones electrónicos dentro del TRC. Los tres apuntan a diferentes puntos cercanos uno de
otros pero con diferentes tipos de fósforos.
La pantalla está cubierta con 3 tipos diferentes de fósforo que brillan
con colores diferentes entre sí (rojo, verde y azul). Un cañón de electrones
apunta hacia los puntos rojos, otro apunta hacia los azules y el último apunta
hacia los puntos verdes.
Estos puntos
de colores están ligeramente separados en la pantalla, y tienden a combinarse
entre ellos cuando brillan simultáneamente ya que el ojo no logra separarlos.
Iluminando estos puntos de colores mediante diferentes intensidades, se pueden
ver sobre la pantalla prácticamente todos los colores de la
naturaleza.
El TRC es el
dispositivo de mayor aceptación en el mundo entero, debido a su bajo precio, su
buena calidad de imagen, y por el hecho de que están fabricados en una industria
establecida desde hace muchos años. Los TRC se utilizan para observar Video,
PC’s, equipos de medición (osciloscopios), pantallas
de proyección, etc. Su tamaño va desde las 7” hasta las 50” .
Una
desventaja del TRC es que debido a su gran peso y su gran volumen físico, no son
convenientes para equipos pequeños ni para dispositivos
portátiles.
Cualquier
pantalla se puede estudiar siempre como un sistema de direccionamiento del píxel
a mostrar y otros sistema que modifica la intensidad de
la iluminación. El TRC es muy especial en este sentido porque en realidad tiene
un sistema que direcciona tres pixeles al mismo tiempo. En efecto existen tres cañones
electrónicos y por lo tanto tres haces y un sistema de enmascaramiento tal que
cada haz ilumina solo sus propios luminóforos, sin
incidir en los de otro color. Por otro lado el sistema con TRC posee tres
controladores de brillo a saber uno para cada color.
A pesar de
que la pantalla posee tríadas de puntos (en monitores) o tres barritas
verticales cortas (TV) los haces electrónicos no excitan una sola tríada por ves
sino un grupo aproximadamente circular de tríadas de ¼ de mm aproximadamente.
Recalcamos
el carácter analógico de este dispositivo ya que es la única pantalla con tales
características. Los otras pantallas son claramente
digitales y en ella los píxeles se excitan uno por uno; inclusive los tres
colores se excitan en sucesión y no al misma tiempo. Es la persistencia
retiniana y la persistencia de la pantalla la que permite sumar la intensidad de
los tres colores para generar toda la gama cromática de la pantalla y todos los
tonos posibles de grisPantalla
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