A Etapa de Saída Horizontal (SER420)

Este artigo é de 1976, sendo válido para os leitores que ainda recebem televisores antigos em suas oficinas ou se dedicam a recuperação de aparelhos antigos. Neste artigo descrevemos o seu funcionamento e as técnicas de reparação.

A etapa de saída horizontal de um televisor exerce duas funções bastante importantes: gera uma tensão dente de serra que provoca a varredura horizontal do peixe de elétrons do cinescópio e, ao mesmo tempo, fornece a alta tensão necessária a sua alimentação.

Evidentemente, focalizar num único artigo todos os tipos de circuitos de varredura horizontal empregados em televisores modernos seria praticamente impossível.

Dedicaremos nosso espaço à análise de alguns tipos, esperando que, explicando seus princípios de funcionamento, o técnico reparador possa conhecer um pouco mais desta importante etapa, enriquecendo sua “bagagem" de recursos para reparações.

Como dissemos na introdução, a função da etapa de saída horizontal é dupla, ou seja, ao mesmo tempo em que gera a forma de onda necessária a varredura, alimenta o cinescópio com a alta tensão necessária à aceleração do feixe de elétrons.

Se bem que não haja separação entre as duas funções, por motivos didáticos as explicaremos separadamente.

Nos televisores a válvulas, nesta etapa é empregado um pentodo de alta potência que opera em classe B ou C de modo que a corrente de placa flui somente durante uma pequena parte do ciclo de excitação.

A tensão excitadora (sinal de entrada), proveniente do oscilador, deve ter uma forma de onda especial. Trata-se de um sinal trapezoidal e não propriamente de uma onda dente de serra, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1
Figura 1

 

Tensão trapezoidal na grade da válvula de saída horizontal

A combinação dente de serra – onda quadrada é necessária porque faz com que flua uma corrente com forma de onda dente de serra pura nos enrolamentos responsáveis pela deflexão. Isso nos leva às trajetórias lineares que necessitamos para o feixe de elétrons.

A carga ou circuito de placa da válvula é o primário de um transformador o qual é acoplado aos enrolamentos da bobina de deflexão que constituem na carga para o secundário desse mesmo transformador.

Assim, a combinação dos enrolamentos do transformador e a bobina de deflexão constituem a carga para a válvula de saída.

O funcionamento do circuito ocorre do seguinte modo. Quando a válvula de saída conduz, flui um pulso de corrente pelo enrolamento primário do transformador, o que provoca o aparecimento de um pulso similar no enrolamento secundário.

Na figura 2 temos a forma de onda do pulso de corrente que percorre as bobinas.

 

Figura 2
Figura 2

 

Nesta mesma figura observamos o ponto de corte da válvula, que é de extrema importância na nossa análise.

Neste ponto de corte, a tensão dente de serra atingiu um valor tal que ficou abaixo do ponto de funcionamento da válvula, que então deixa de conduzir.

Neste ponto, a corrente de placa se reduz a zero.

O impulso, entretanto, acumula energia no núcleo da bobina sob a forma de um campo magnético no secundário do transformador e, quando a válvula interrompe a circulação de corrente, o campo decai a zero, induzindo outro pulso de corrente.

Deste modo, ao ser estabelecido o pulso, o campo magnético criado nas bobinas causa uma deflexão do feixe de elétrons no cinescópio, fazendo-o movimentar da esquerda para a direita a partir de uma posição inicial de repouso que tomamos no, centro da tela.

Exatamente quando o feixe de elétrons chega na borda do cinescópio, a válvula deixa de conduzir.

O colapso resultante do campo gera um pulso agudo nos enrolamentos da bobina de deflexão que faz com que o feixe de elétrons corra rapidamente da extrema direita para a extrema esquerda da tela.

Em seguida, cessado este pulso contrário, quando a tensão induzida desaparece, o feixe volta da esquerda para a direita quando então atinge novamente a região central da tela.

Neste momento a válvula começa conduzir novamente reiniciando o ciclo, ou seja, aparece a tensão que leva o feixe novamente para a extrema esquerda da tela.

Com isso obtemos a varredura horizontal em que o movimento do feixe de elétrons se dá segundo uma linha horizontal na tela.

Quando a energia acumulada no transformador decai, induz um pulso de corrente no primário. O regime de variação de corrente durante esse rápido intervalo de tempo faz com que, pelo primário, flua um pulso de alta corrente.

Este pulso induz uma tensão muito elevada no primário que atua como autotransformador. Essa tensão é então aplicada ao retificador de alta tensão, conforme aparece na figura 3.

 

Figura 3
Figura 3

 

O tempo total para um ciclo completo é de 63 uS. Destes, 56 us são usados para a varredura e 7 us são usados para o retorno.

O golpe indutivo usado para gerar o pulso de alta tensão é que dá origem ao nome dado para este sistema: fly-back ou seja, retorno.

 

O SISTEMA TRANSFORMADOR "YOKE"

Como todo circuito indutivo dotado de capacitâncias parasitas, o sistema transformador “yoke” apresenta uma frequência de ressonância.

Assim, durante o processo de retorno do feixe de elétrons, o colapso do campo magnético excita esse sistema fazendo-o oscilar.

Por razões que explicamos em seguida, todo o sistema está projetado para ser naturalmente ressonante na frequência fundamental do tempo de retrocesso do feixe de elétrons, ou seja, de 70 a 72 kHz.

A ideia básica é que para realizar a varredura obtemos essas oscilações, queiramos ou não. Assim, como não podemos nos livrar delas, pelo menos podemos aproveitá-las.

Com elas obtemos um retrocesso rápido e também, ao fazer todo o sistema ressonante na frequência de retorno, aumentamos enormemente seu rendimento; com isso conseguimos um pulso muito mais intenso no primário do transformador de onde obtemos a alta tensão.

Seguindo nossas explicações vemos que, se deixarmos as oscilações amortecerem elas poderiam perturbar a varredura, já que alterariam sensivelmente a forma de onda que então apareceria mais ou menos como mostra a figura 4.

 

Figura 4
Figura 4

 

Para nos livrarmos da parte indesejável dessas oscilações amortecidas, conectamos um retificador de meia onda através do yoke, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5
Figura 5

 

Agora, durante o retrocesso, o pulso torna positivo o catodo deste retificador não havendo, portanto, condução e, portanto, nenhuma interferência no processo.

Mas, tão logo o pulso passe pelo nível zero de tensão e se torna negativo, a válvula é polarizada no sentido direto ocorrendo, então, uma condução intensa que curtocircuita as partes indesejáveis da oscilações, com o que obtemos uma varredura quase que perfeitamente linear. Essa válvula é denominada muito propriamente de amortecedora.

Resumindo o que obtivemos até aqui.

O oscilador excita a válvula de saída que, por sua vez, excita o circuito sintonizado formado pela combinação ”yoke" transformador de “flyback".

Já sabemos o que sucede quando um circuito sintonizado sai de sua frequência de ressonância. Há uma redução no rendimento da etapa. Deste modo, cada vez que trocarmos um componente no circuito do yoke ou do transformador de “flyback" deveremos sempre usar um substituto que leve todo o circuito à condição ressonante original.

Esta é a principal exigência que nos leva a ter sempre de usar transformadores de "flyback" e ”yokes" cujas características sejam as mais próximas possíveis dos originais.

Os componentes mais importantes do circuito são os que determinam a ressonância: o transformador de "'flyback'", o yoke e todos os capacitores que se encontram no circuito.

Na realidade a produção de alta-tensão por este circuito é um processo quase que acidental. Podemos obtê-la simplesmente enrolando mais fio sobre a bobina que serve de carga para o circuito de placa da válvula de saída.

Esse é justamente o processo usado.

O mesmo se dá em relação à tensão de reforço. Quando a válvula amortecedora conduz, ela atua como um retificador de meia onda, aparecendo em seu catodo uma tensão positiva e, da forma como ela está conectada no circuito, essa tensão é somada à tensão de alimentação da válvula de saída.

Isso nos permite obter uma tensão mais elevada que a normal na alimentação desta etapa.

Para obter uma tensão continua a partir dos pulsos de alta tensão, devemos retificar a corrente obtida. Para impedir a formação de “arcos", o retificador usado deve ser de tipo especial, com uma separação maior entre o eletrodo de placa e o filamento.

O filamento deve estar a um potencial acima do de terra, de maneira que esse filamento normalmente é alimentado envolvendo-se uma ou duas voltas de fio muito bem isolado em torno do núcleo do transformador de ”flyback".

A saída de alta tensão é tomada a partir do próprio filamento da válvula retificadora e algumas vezes mediante um filtro que consiste num resistor de grande valor e um capacitor de uns 500 pF.

Muitos aparelhos usam como capacitor a própria capacitância inerente ao recobrimento de grafite condutora ("aquadag") do cinescópio.

 

OUTROS CIRCUITOS DE "FLYBACK"

O que analisamos foi um circuito básico. A seguir daremos três outros circuitos bastante comuns que diferem em relação ao exemplo apenas na maneira como é conectado o “yoke".

1) Na figura 6 temos um circuito em que o transformador usa um enrolamento separado para alimentar o “yoke".

 

Figura 6
Figura 6

 

O positivo da fonte é aplicado ao ”flyback" mediante seu secundário e a válvula amortecedora. A tensão auxiliar que se desenvolve no catodo da válvula amortecedora é usada para «reforçar a alimentação do circuito de placa da válvula de saída.

2) No circuito da figura 7 o autotransformador tem um único enrolamento e excita o "yoke" através de derivações nesse mesmo enrolamento.

 

Figura 7
Figura 7

 

A tensão de alimentação é aplicada à válvula amortecedora por meio da bobina de linearidade.

Neste caso também temos o aparecimento de uma tensão de reforço no catodo da válvula amortecedora.

3) Na figura 8 vemos um circuito de excitação direta que utiliza um "flyback” com um único enrolamento.

 

Figura 8
Figura 8

 

O “yoke" é conectado em série no extremo inferior desse enrolamento e também ao catodo da válvula amortecedora onde se desenvolve a tensão de reforço.

 

REPARAÇÃO DO CIRCUITO DE VARREDURA

Como na reparação de outros equipamentos, nos televisores também a técnica recomendada é a análise por etapas, começando-se da de saída e deslocando-se até às iniciais.

No caso dos televisores, entretanto, a etapa de saída horizontal deve ser analisada com cuidado especial, o que nos leva a um processo um pouco diferente.

Em primeiro lugar, devemos proceder como se esta etapa estivesse completamente isolada das demais e em seguida devemos analisar como se fosse um transmissor de rádio.

É como se fosse um oscilador ligado a um amplificador de potência (mediante um circuito sintonizado e um circuito de carga) a uma antena.

No nosso caso a antena ou circuito de carga é o ”yoke" e o retificador de alta tensão, mas o funcionamento básico é exatamente o mesmo.

Analisando-o como se fosse um transmissor será muito mais fácil encontrar suas falhas.

Suporemos, de início, que o oscilador está funcionando perfeitamente. e que qualquer falha esteja localizada na etapa de saída. A prova do circuito deve ser feita pelo processo de eliminação.

Qualquer ponto do circuito pode ser tomado como partida. A maioria dos técnicos, entretanto, efetua. um exame de rotina no aparelho, antes observando se as válvulas estão ”acesas", se há tensão de alimentação, etc.

Uma vez constatado que a falha está realmente nesta etapa, inicia-se por eliminar as possíveis causas de falhas.

Em primeiro lugar as válvulas devem ser provadas. Se possível as válvulas da etapa devem ser substituídas realizando-se, em cada troca, uma prova com o aparelho.

Uma ordem recomendada de troca é a seguinte:

1) - retificadora de alta tensão;

2) - amortecedora;

3) - saída horizontal;

4) - osciladora.

Se com isso a anormalidade persistir, as válvulas novas devem ser deixadas no receptor até que a causa do problema seja completamente eliminada.

Passamos, então, a verificar se o aparelho tem alta tensão, verificando se há produção de ”arco" na placa da válvula retificadora de alta tensão. Usamos para isso a ponta de uma chave de fendas (evidentemente não precisamos dizer que ela deve ser bem isolada!).

O ”arco" normal deve ter uns 2 cm de comprimento e tem uma cor azul bastante brilhante.

A ausência de ”arco" significa que não há pulso de alta tensão. A estas alturas o “yoke” deve ser desligado devendo ser repetida a prova.

Se aparecer um arco menor que o normal na placa retificadora de alta tensão a causa da falha pode estar num “yoke” defeituoso. Devem, então, em seguida serem procurados curto-circuitos e redes de resistores e capacitores que tenham "escapes".

Se for possível, em lugar do "yoke" suspeito, experimentar um outro de mesma indutância, comprovando se a alta tensão volta ao normal.

Se isso ocorrer teremos provado que efetivamente é o “yoke” que "está mal" devendo ser substituído. Se não, a causa pode residir no "flyback" ou na válvula de saída.

 

SAÍDA FRACA

Na maioria dos aparelhos, os pontos de prova são facilmente acessíveis; será importante realizar uma medida nas tensões de grade, placa, etc., das válvulas da etapa.

O osciloscópio é um instrumento de extrema valia para a análise desta etapa.

Colocando sua ponta de prova próxima, sem tocar, no condutor da placa da válvula de saída: poderemos verificar se ali existe a tensão pulsante e inclusive poderemos ter uma ideia de sua amplitude.

Uma saída anormalmente baixa pode ser ocasionada por excitação deficiente, capacitores de acoplamento ”abertos" ou ajuste de excitação efetuado incorretamente.

Essas falhas podem ser comprovadas rapidamente com o osciloscópio e um calibrador de tensões. Deve ser medida a amplitude crista-a-crista do, sinal excitador na grade da válvula de saída.

Para os antigos aparelhos de 50º essa tensão deve ser de uns 50 V; para os aparelhos de 70º deve ser da ordem de 65 V; para os aparelhos de 90º de 75 V e para os de 110º de 95 a 105 Volts.

A tensão da grade de blindagem da válvula de saída deve também ser medida.

Uma válvula curtocircuitada substituída algum tempo antes pode causar alterações no resistor de polarização.

As tensões normais de blindagem para os tipos mais comuns de válvulas são:

6CQ6 - 175 Volts

6AU5, 6AV5, 6BQG, 6CU6, GDQG - 200 Volts

GBGG - 350 Volts

Nos circuitos práticos, evidentemente, variações desses valores podem ser registradas. A tensão de blindagem não pode ser, entretanto, maior que os valores indicados para essas válvulas, pois, pelo contrário, não haverá dissipação de calor suficiente.

A tensão de catodo também deve ser verificada no caso de haver um resistor limitador. Muitos circuitos simplesmente conectam o catodo à massa, mas outros usam um pequeno resistor de 100 a 150 Ω, a fim de proteger a válvula em caso de falhas de excitação.

Voltando à analogia com o transmissor, lembramos que estas válvulas são exatamente como as empregadas nos amplificadores finais. Se são ligadas sem excitação, as correntes de placa apresentam valores excessivos e, em pouco tempo, a válvula fica inutilizada.

Assim, se observarmos que a placa da válvula de saída se encontra avermelhada, devemos desligar o circuito porque não existe excitação.

Retirando-a do circuito, devemos procurar a causa dessa falta de excitação.

 

 


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