REPARACION EN LA ETAPA DE AUDIO DEL MODULAR AIWA F9

En el tomo 6 de la Colección "Club Saber Electrónica" se explica la teoría de funcionamiento de los amplificadores de audio de los equipos de última generación (con reproductores de CD). En dicho texto se analiza también el funcionamiento y la reparación de equipos comerciales. Basándonos en él preparamos esta nota que explica cómo hacer reparaciones en el pre y en el driver de un equipo AIWA F9.

INTRODUCCION

En el Nº 4 de la colección del Club Saber Electrónica, explicamos el funcionamiento de los reproductores de CD, desde la forma en que se graban los datos en un disco hasta el funcionamiento de los principales bloques que constituyen al mecanismo reproductor de discos compactos. En el Nº 6 de dicha colección (que actualmente se consigue en puestos de venta de revistas) se estudian los circuitos de equipos comerciales de última generación.

Muchos técnicos se resisten a emplear nuevas técnicas de reparación cuando están reparando amplificadores de audio. Suponen que un amplificador de audio no puede presentarles dificultades a un técnico experimentado y tratan de repararlos por el método clásico de cambiar y probar. Un amplificador actual no se repara al tanteo.

Si Ud. encuentra los transistores de salida quemados, no cometa el desatino de cambiarlos y conectar el equipo a la red. Todo lo que va a conseguir es quemar 2 o 4 transistores Darlington de valor considerable y sin obtener ningún beneficio a cambio, porque se queman tan rápidamente que no permiten medir nada.

En efecto, los transistores de salida están muy bien protegidos y antes de quemarse seguro que se quemó alguna otra cosa. Probablemente la etapa excitadora o alguno de los circuitos de protección. De allí que se requiere un análisis metódico del circuito completo.

Por otro lado, antes, para reparar un amplificador se requería conocer sólo el funcionamiento de los transistores bipolares. Hoy en día un amplificador contiene transistores bipolares, mosfet, transistores Darlingtons de potencia, termistores, diodos comunes de señal, diodos de potencia, diodos zeners, resistores comunes, resistores SMD, capacitores comunes y SMD, transistores SMD, microfusibles, relés, turbinas, etc. etc. Lo importante es que el método de prueba empleado sea seguro, comprensible y no requiera instrumentos especiales. Nuestro método cumple con esas 3 premisas por demás. Sobre todo con la primera que es la más importante como veremos a continuación.

El diseñador de AIWA optó por utilizar un preamplificador del tipo balanceado con espejo de corriente (que será analizado con detalle en la entrega próxima en otra sección del mismo autor dedicada específicamente al audio); un driver con un solo transistor bipolar PNP, compensación térmica a diodos y amplificador de potencia con transistores Darlingtons complementarios en disposición semidigital, con llaves realizadas con MOSFETs de conmutación y diodos rápidos. Nuestro método comienza protegiendo los Darlingtons de potencia de un modo muy efectivo. Desuéldelos de la plaqueta, porque según el método, recién se deben colocar cuando todo el resto del circuito esté funcionando correctamente. Es posible que los Darlingtons estén en malas condiciones, pero cuando todo lo demás está comprobado los mediremos y los colocaremos o compraremos otros.

Lo que Ud. necesita para aplicar el método de prueba es:

  • A) Un simple téster digital o analógico.
  • B) Un pequeño bafle potenciado de ésos que se utilizan para PC (puede ser hasta una radio en desuso).
  • C) Una carga resistiva de construcción casera de 6 ohm 200W.
EL PREAMPLIFICADOR Y EL DRIVER

La intención es que Ud. pueda reparar el centro musical parte por parte, separando los problemas. En este apartado le toca el turno al preamplificador y el driver pero antes de probarlos sin transistores de salida Ud. debe comprobar que las fuentes funcionan correctamente. En la figura 1 se observa el circuito básico completo de esta sección para los modelos F9, F98, F99, F12 y F15.

En realidad existen otros muy similares en los que sólo cambia el número de posición de los componentes y otros que tienen una disposición algo diferente pero que admiten el mismo criterio de service. La información completa de la línea AIWA la tiene disponible en 3 CDs de Editorial Quark que no deben faltar en todo laboratorio de electrónica dedicado al service. Esta etapa se alimenta con una tensión conmutada de –25V que enciende la etapa, dos tensiones de +70V y –70V (conmutadas con un relé) y dos tensiones de +25 y –25V (aplicadas permanentemente). Para probar debidamente el equipo, todas las tensiones permanentes deben estar presentes, pero para probar el preamplificador y el driver sólo se requieren las de +70V, la de –70V y la de –25V conmutada por la llave de encendido ON/OFF.

En la figura 1 vemos el canal izquierdo del amplificador. Observe que el mismo tiene una entrada diferencial similar a la utilizada en amplificadores operacionales. El audio ingresa a través de la entrada directa por C207 que está referida a potencial de masa por R209. La realimentación ingresa por la entrada inversora y está referida por R233 a la salida del amplificador. El mismo resistor se encarga entonces, de realimentar la continua para estabilizar la salida alrededor de cero y la alterna para acondicionar la respuesta en frecuencia del equipo al valor deseado.

El mismo resistor R233 junto con la red colocada entre la base de Q205 y masa sirve para compensar la respuesta en frecuencia. R211 y C209 ajustan la respuesta en bajos y R213 y C211 en medias y altas frecuencias.

Teóricamente se puede calcular que la ganancia del amplificador a frecuencias medias y altas es la inversa de la atenuación de R233 con R213 y R211 en paralelo; en tanto que a baja frecuencias es la inversa de la atenuación de R233 con R211 solamente. Los cálculos indican una ganancia de 24 a frecuencias medias y de unas 20 veces a frecuencias centrales y altas. Esto implica que para máxima tensión de salida de 70V de pico la entrada debe ser de 70/24 = 2,9V de pico o 2V eficaces.

Si Ud. tiene un Workbench Multisim puede probar el circuito porque el archivo del mismo está disponible en nuestra página. Si tiene un Workbench 5.1 deberá dibujarlo a mano y probarlo después.

Los transistores Q223 y Q225 se comportan como fuentes de corriente constante, de modo que la corriente total del par diferencial que circula por el resistor común R217 tiene un valor fijo de:

 
 
Si Q205 conduce los 1,1mA, Q203 está cortado o viceversa.

En reposo ambos transistores Q203 y Q205 conducen 0,55mA y sobre R215 y R291 se obtiene una caída de tensión de 0,55mA x 100 Ohms = 5,5mV. Las bases de Q223 y Q225 estarán por lo tanto a un potencial algo menor de 70V calculado como:

70V – 0,055V – 0,6V = 69,4V

El colector de Q223 no puede bajar más de 600mV por debajo de la base ya que D221 no lo permitiría. Esto significa que el colector de Q203 tiene una tensión comprendida entre:

+70V – 0,65V = 69,3V
y
70V – 0,65V – 0,6V = 68,8V

Por supuesto que estos valores son aproximados porque están afectados por el valor de la tensión de fuente positiva de 70V, esta fuente no es regulada y por lo tanto la tensión de 70V cambia con la tensión de red y el consumo. Para ahorrarse esta variación es conveniente medir las tensiones referidas a los 70V en lugar de a masa. Así podemos decir que el colector de Q203 debe estar aproximadamente a 1V por debajo de los 70V.

La tensión de colector de Q203 con su componente de señal se aplica al transistor excitador Q207 que a su vez excita la base de Q209 en forma directa y a través de las barreras de D201 y D203 a la base de Q211. Los resistores R219 y R221 ofician como carga del excitador conectada a los +70V ya que Q207 es un transistor PNP.

C213 oficia de capacitor de boostrap para permitir que la salida cubra todo el rango de tensión de fuente comprendida entre –70 y +70V. Observe que en reposo el capacitor de boostrap se carga con una tensión continua de unos 30V de modo que cuando la salida está a +70V la unión de los resistores se encuentra a +100V y el colector del driver puede llegar fácilmente a 70,6V que es el valor requerido para saturar al Darlington superior.

Es evidente que si todo funciona bien, la salida del parlante en reposo estará a potencial de masa. Si se hallara más alta, R233 haría conducir a Q205 restándole corriente a Q203. El colector de Q203 aumentaría de tensión y Q207 conduciría menos. Con esto su colector bajaría y lo propio haría la salida del amplificador (realimentación negativa).

 
METODO DE REPARACION DEL PREAMPLIFICADOR Y DEL DRIVER

Para aplicar el método comience desoldando los transistores Darlingtons. Mídalos con el téster como óhmetro entre el colector y el emisor. Si le da circuito abierto significa que pueden estar bien; mida las barreras entre base y emisor recordando que deben ser de 1,2V. Luego mida el beta a baja corriente con el mismo téster (es del orden de 200). Si pasa todas estas pruebas es muy probable que estén en buenas condiciones.

En realidad faltaría una prueba que es la medición del beta (b) a por lo menos 4A pero para hacerla se requiere una fuente de más de 4 ampere y si el transistor fue medido a baja corriente es probable que funcione a alta. Si encuentra a los transistores dañados, cómprelos, pero no los coloque aún en el equipo porque seguramente se dañó el preamplificador o el driver.

Luego conecte el centro musical a la red de energía y observe que el display indique la hora o invite a colocar la hora mostrando el símbolo:

--:--

Esto significa que el equipo está en stand by. En estas condiciones mida la fuente de +25V que puede estar entre 20 y 30V de acuerdo a la tensión de red. Mida la tensión negativa de –25V. Controle la tensión en la pata inferior de R217, debe estar cercana a 0V porque el equipo está apagado. Controle que las fuentes de ±70V estén en cero volt.

Opere el pulsador de encendido y compruebe que la tensión en la pata inferior de R217 llegue a –25V aproximadamente (ninguna de las cuatro fuentes de salida es regulada así que los valores indicados son aproximados); compruebe que opere el relé entregando +70 y -70V.

Conecte el amplificador de prueba, el bafle potenciado para PC o lo que esté utilizando como monitor de audio de alta impedancia (por lo menos debe tener una resistencia de entrada de 1kohm) sobre la salida que no debe tener conectados los parlantes. En esa condición si el preamplificador y el driver están en buen estado, Ud. podrá escuchar la radio, un casete o un CD con muy buen nivel y sin distorsión. Pruebe los dos canales para comparar. Baje el volumen a mínimo y mida con un téster digital la tensión continua de salida. Debe estar muy cerca de cero (por lo general dentro de la banda de –0,5V a +0,5V).

Si sus transistores Darlington estaban en buenas condiciones, sólo le queda por controlar los resistores de emisor de los mismos. Mida el resistor R231 con el téster, observe que es de muy bajo valor, tanto que puede ocurrir que las puntas y los cables del téster tengan más resistencia que el propio resistor. Observe cuánto miden las puntas en corto y luego descuente ese valor del medido. Así verificamos el circuito serie de salida.

Ahora sí, puede conectar sus Darlington nuevos o verificados, pero recuerde que aún quedan por probar las protecciones que se analizarán en el artículo siguiente, así que no levante mucho el volumen ni conecte aun los bafles, siga probando con el bafle potenciado.

Si en la prueba anterior Ud. no escucha la señal de audio o la escucha a bajo nivel o distorsionada significa que tendrá que arreglar el preamplificador o el driver. En la figura 2 dibujamos el circuito sin transistores Darlingtons, con la fuente conmutada de -25V explicitada y con el agregado de los transistores de MUTE ANALOGICO.

Veamos los problemas relacionados con la fuente de encendido de –25V. Si Ud. no tiene salida debe verificar la tensión conmutada de –25V que alimenta la pata inferior de R217. Si Ud. mide una tensión positiva al pulsar ON significa que no funciona el transistor Q227 que opera de llave y que si funciona el relé que conecta la fuente de +70V.

Analizando el circuito, se observa que Q227 opera como llave conectando emisor con colector cuando la base queda a un potencial mayor que el emisor que está conectado a –25V con R235 de bajo valor. Q227 se opera desde el otro transistor llave Q226 conectado a los +10V conmutado por un lado (tiene un alto cuando el equipo está encendido y sirve para alimentar la radio y otros dispositivos que no requieren alimentación permanente) y la señal POWER ON negada proveniente de la placa frontal y que contiene al micro principal.

Esta señal está a potencial de masa cuando el equipo está encendido. Con ese potencial aplicado a la base y con 12V aplicados al emisor el primer transistor llave (Q226) está conduciendo porque se trata de un transistor PNP. Si Q227 tiene un potencial positivo en su base (aplicado por R275) superior al de emisor conduce y aplica la fuente –25V a la pata inferior de R217. A su vez el relé se cierra aplicando +70V a los emisores de los transistores superiores. Con las dos fuentes aplicadas el pre y el driver están en condiciones de operar.

Si no puede obtener los -25V en la primer parte del amplificador comience revisando los +10V conmutados, luego el cero en POWER ON negado y unos 5V o más en el colector de Q226. En esas condiciones Q227 conduce y tiene –25V en el colector haciendo circular corriente por Q203 y Q205. Sin embargo, esa corriente debe circular hacia los +70V y para ello es imprescindible que cierre el relé correspondiente.

No se olvide de verificar que además de encender, el equipo debe apagar y eso significa que se corten tanto los –25V como los +70V. Algo curioso es que si el relé se queda pegado el sonido se corta porque no circula corriente de emisores (Q227 abierto) y el colector de Q203 queda prácticamente a potencial de fuente, haciendo que el driver no conduzca y la salida tampoco.

Cuando esté seguro del funcionamiento del sistema de encendido, puede controlar el resto del circuito. Recuerde que en muchos casos las tensiones de fuente no se presentan porque operan las protecciones. Sin embargo, como los MOSFET no están colocados las protecciones no se necesitan. Las protecciones serán analizadas más adelante, por ahora pueden anularse desconectando Q213, Q214, Q106 y Q107 (estos últimos ubicados en el detector de corte de red o generador de sleep).

El dato más importante es la tensión de salida medida con un téster en combinación con la señal de audio reproducida por el bafle potenciado utilizado como monitor. Si la tensión de salida no es nula deberá hacer un análisis lógico del problema antes de proceder a reparar. Observe que el circuito es fuertemente realimentado tanto en continua como en alterna. La resistencia de realimentación es R233 y para reparar el sistema debe levantarse la pata de la derecha y conectarla a masa. De ese modo nos aseguramos de cortar la realimentación.

Ahora vuelva a medir la salida y analice cómo quedó la tensión, en función de ella puede optar por revisar una u otra cosa, pero puede ser más facil realizar las siguientes pruebas cualquiera sea la tensión encontrada.

Lo dado hasta aquí corresponde a uno de los temas que pertenecen al texto mencionado al principio de esta nota. Ud. puede bajar más información sin cargo de Internet, ingresando a nuestra web: www.webelectronica.com.ar y colocando la clave “cdgenera”.

 
Autor: Ing. Alberto H. Picerno
E-Mail: picernoa@fullzero.com.ar
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
 
 
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
 
 
 
PROMOCIONES