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TV SMART
SEÑALES LVDS -PARTE 1
INTRODUCCIÓN

por PICERNO




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Este es un tema que no puede desconocer ningún reparador de TV LCD porque hay una gran cantidad de fallas relacionadas con la transmisión de dichas señales dentro y fuera de un TV LCD de cualquier tipo, desde los de back ligth a tubos o lámparas CCFL hasta los más modernos monoplaquetas.

En efecto digo adentro y afuera porque el ingreso más utilizado de señales al TV se realiza por los conectores HDMI que hace uso de una transmisión por loop de corriente. y la salida de señal desde la plaqueta main a la T-COM en los bí­plaquetas y trí­plaquetas y desde el microprocesador al circuito integrado multiplexor de la pantalla en los monoplaquetas.

Aquí­ nos limitaremos al loop de salida de un TV con plaqueta T-COM pero los principios de funcionamiento son iguales para cualquier otro tipo de TV.

Los principios de funcionamiento se encuentran muy bien detallados en el "Tomo 7 de La Biblia de TV LED" pero aquí­ vemos un resumen para todos, dado el deficiente tratamiento del tema encontrado en los clásicos videitos que se pueden bajar de Internet. La realidad es que notamos que muchos adolecen de errores conceptuales muy serios, e inclusive errores de tipo práctico como el uso indebido del tester digital y sus puntas de medición.
 
¿Que tipos de señales debemos observar? Se trata de una poliarmónica formada por datos, es decir unos y ceros de muy corta duración la información que llevan estos datos es una señal de video de HD o de SHD (SuperHD). Si los datos fueran una sucesión 1010101010...... hasta el infinito serí­a una señal cuadrada de unos 60 a 80 MHz.
 
Por suerte las señales de video tienen cortes (pulsos de sincronismo) en periodos fijos, ya que tienen que formar una trama de lí­neas y cuadros sobre la pantalla. Y como cualquier señal de video durante los pulsos de sincronismo debe existir un periodo de borrado que traducido a una señal digital significa un largo periodo de todos ceros (0s) que se destacan de la señal de video.
 
Aquí­ deberí­amos mostrar u oscilograma de la señal resultante. Pero eso es prácticamente imposible porque para ver una señal cuadrada de 80 MHz se requiere un osciloscopio de por lo menos 800 MHz y ese instrumento no existe en ningún taller de reparación. Seguramente los lectores más experimentados estarán diciendo: pero yo vi oscilogramas de las señales LVDS. Lo que vio son las señales LVDS con una gran distorsión de frecuencia. 

Distorsión de frecuencia: distorsión producida producida porque la frecuencia de respuesta del osciloscopio, es menor que las frecuencias mas altas de la señal. 

Digamos entonces que llamaremos "señales equivalentes a los datos" una señal cuadrada que representa a los datos 1010101010101010101010......Pero cuando transmitimos video  la señal podrí­a ser  111100100000110101000111...... y cuando llegamos a los pulsos de borrado horizontal serí­a ......0000000000000000000000... y en los verticales seria quizás: ......0000000000000000000000000000000000000000000000.....

que pasa cuando Intentemos dibujar Datos, Borrado H y borrado V, todo en un solo oscilograma. Para que se vean los 0s y 1s de los  datos, tendrí­a que poner el barrido del osciloscopio en unos 100 nS y jamás podrí­a ver a los pulsos de borrado ni horizontales, ni verticales: que tienen periodos de repetición del orden de los 20 uS los horizontales y de 2,5 mS los verticales.

Por esta razón la base de tiempos del osciloscopio se gradúa en unos 15 uS/div y se observan unos 7 pulsos de borrado horizontal en la pantalla. Los pulsos de borrado vertical no se ven. Digamos que hacen un apagado de la pantalla del osciloscopio cada 2500 pulsos horizontales. Pero como el apagado es muy corto directamente pasa desapercibido y lo que se ve podemos observarlo en la figura 1.
 
Fig.1 Señal en una salida del puerto LVDS (LVDS-)

Como podemos observar los pulsos de salida se pueden observar casi sin distorsión, porque tienen una frecuencia de unos 50 KHz perfectamente reproducible por el osciloscopio. Y además no hay dudas de su repetición siempre con un periodo de aparición constante, lo que nos indica que es una señal de video.

Los pulsos de borrado y los datos están muy lejos de estar limpios (sin ruido de interferencias electromagnéticas) porque el ruido tiene una amplitud del orden del 10% del valor pico a pico de la señal. Pero les puedo asegurar que el circuito que recibe estos datos rechaza el ruido con tanta efectividad como si blindáramos al cable de transmisión. En realidad los dos cables del par tienen practicamente la misma señal de ruido pero como ingresan a las pata inversora y directa del integrado multiplexador se cancelan entre si.
 
Repetimos. La anulación de la interferencia se debe a un mecanismo perfectamente conocido por aquellos lectores que conocen el funcionamiento de los amplificadores diferenciales usados como comparadores de señal. Cada dato salido del microprocesador de la monoplaqueta se aplica a un comparador existente en el circuito integrado multiplexador acompañado de otra señal que es la inversión de la anterior. Como el ruido es el mismo en ambos pares, porque los cables o las pistas del flex pasan prácticamente por el mismo lugar, la entrada diferencial anula el ruido y la salida queda completamente limpia.

La señal que se aplica a la otra entrada diferencial se puede observar en la figura 2.
  
Fig.2. Señal LVDS +

Como vemos cada señal se transmite por un par de cables o pistas de un flex. Si Ud. observa la señal con atención verá abajo a la izquierda indicada la sensibilidad vertical del osciloscopio, que dice que está acoplada a la alterna y es de 50 mV/div.

Por lo tanto la señal tiene un valor pico a pico de 230 mV, pero como dijimos con una gran distorsión de frecuencia, de modo que no indica el valor real que es en este caso de 330 mV. Por eso los pulsos de datos entre los de sincronismo tienen diferente amplitud, cuando una señal de datos debe tener una amplitud constante. El problema es que cuando hay varios datos 1s o 0s el osciloscopio tiene tiempo de subir o bajar pero cuando tiene un solo dato del mismo tipo, por ejemplo 01010 el osciloscopio no tiene tiempo de llegar al valor máximo o al valor mí­nimo y cambia la amplitud.

Si mientras vemos la señal de la figura 2, predisponemos el osciloscopio con acoplamiento a la continua, vemos que el oscilograma pega un salto hacia arriba y abandona la pantalla.

¿Porque? porque la señal tiene una componente continua de 1,65V. Expliquemos el porque. Los pares HDMI se procesan en un comparador diferencial (incluido en el CI multiplexor cualquiera sea el lugar donde se encuentre este, es decir pantalla o T-COM) y los comparadores tienen un rango de tensiones continuas sumadas a la señal en los cuales funcionan sin distorsión. Para los comparadores modernos con fuente de 3,3V ese rango suele ser de 0,3 a 3V.

En general todos los fabricante usan una tensión continua de polarización de 1,5V aproximadamente de modo que con el video de 330 mV los picos llegan de 1,17 a 1,83V. Aclaremos que el oscilograma de la figura 2 es de un TV de hace un par de años y que en el momento actual la señal puede llegar a ser de hasta 33mV en lugar de 330mV.

¿Se puede usar esta tensión continua para realizar un diagnóstico?. Por supuesto que si, pero conociendo sus limitaciones, por ejemplo: es posible que la pata que estemos midiendo tenga la tensión continua correcta pero no tenga señal.

Un hacedor de videitos dice que si la tensión está estable, significa que ese par funciona bien y muestra un par donde la tensión se mueve de 1,1 a 1,15 V indicando que ese par esta mal. Y compara ese par con otros pares para saber que tensión debe tener. 

Una verdadera prueba tiene que ser clara y precisa y no basarse en una diferencia de 50 mV sobre una tensión de 1V.

No es un buen método porque la indicación del tester no es una segura indicación de falla y el mismo autor mide reiteradas veces para estar seguro; pero es evidente que interiormente no está satisfecho con el método. 

Otra critica sobre la misma medición es que la realiza con la punta original del tester que casi toca dos patas contiguas del conector de los puertos LVDS. Esto es muy grave porque para hacer la medición hay que mirar al tester y sacar la vista de la punta.

En este minicurso vamos a aprender a realizar la medición sin sacar la vista de la punta y utilizando una punta armada por el reparador, que tiene una multitud de usos y seguramente tendrá muchos mas, por la tendencia a la miniaturización de los componentes electrónicos.
  
Así­ terminamos la parte 1 del minicurso y subiremos  la parte 2. Vuelvo a repetir que el tema es complejo y por lo tanto difí­cil de entender. No es como leer una novela; aquí­ hay que hacer un esfuerzo y tal vez leer el artí­culo varias veces.

Acostúmbrese, porque la electrónica actual es compleja y no se aprende mágicamente. Inclusive los instrumentos tan complejos y tan costosos como un osciloscopio, no tienen suficiente ancho de banda y producen distorsión de frecuencia.
 
¿Entonces el osciloscopio no sirve? Solo sirve si sabemos entender la distorsión con respecto a la realidad.
 




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El Ing. Alberto Picerno, conocido en toda latinoamerica por sus cursos de Tv y LCD, es el autor mas prolífico sobre Electrónica, con mas de 40 libros tecnicos y cientos de articulos publicados. 

Se inicio en el mundo de la electronica de niño ayudando a su padre que era hobbysta y aficionado a la radio.

Su experiencia temprana le permitio recibirse con medalla de oro al mejor promedio de "Tecnico Nacional el Telecomunicaciones" y posteriormente volvio a obtener la medalla de oro al mejor promedio como "Ingeniero en electronica en UTN"

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