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TV SMART REPARACIÓN DE MAIN SANSUNG CAP.7 LAS SALIDAS LVDS DE LA MAIN A LA T-COM por ING. PICERNO 
7.1 INTRODUCCIÓN
El superjungla de un TV procesa las señales de video a nivel de datos TTL modificados (Transistor Transistor Logic de 3,3V). Es decir con "unos" a nivel de 3,3V y "ceros" a nivel de 0V.
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Una vez terminado el procesamiento digital de los datos hay que llevarlos a la pantalla y esto dista mucho de ser un proceso sencillo, porque en el mejor caso la T-COM esta a 30 cm y en el peor caso a 60 cm o más. Simplemente no se pueden transmitir en forma de pulsos TTL porque el cable que los lleve los irradiaría como una antena, ya que tienen una frecuencia equivalente a los 68 MHz o más. Además la densidad de datos es tal que se requieren como mínimo 8 canales de transmisión (por lo general dos puertos de 4 vías) y en muchos casos se llega a emplear inclusive 16 canales.
Desde los primeros TVs LCD o plasma hasta los actuales; la transmisión se realiza por multipares o flexs, por el método de la transmisión LVDS (Low Voltage Diferencial Signal) tal como se hacía con las señales por las entradas HDMI. Es decir que se utilizan dos cables o pistas. Uno de ida a la T-COM y otro de regreso por cada canal de datos, es decir de 16 a 32 cables o pistas, en nuestro caso por el flex CN1601 de la figura 7.1.1.
Fig.7.1.1 Cableado del D5500
Esta zona del TV suele tener gran cantidad de problemas debido al uso de 2 conectores hembra, dos machos (conectores de borde) y una gran cantidad de pistas de reducidas dimensiones. Pero a favor del técnico existe la posibilidad de poder realizar mediciones sencillas y con instrumental armado en forma casera.
7.2 INTRODUCCIÓN A LAS SEÑALES LVDS DE SALIDA DE LA MAIN
Simular las señales de salida de la main perfectamente, es imposible y vamos a explicar las razones de ello porque es muy importante para que el reparador sepa que está midiendo, tanto si trabaja con un osciloscopio, la sonda de RF, los parlantes para PC o el óhmetro.
Es obvio que lo que estamos midiendo es una señal de datos. Pero podemos suponer que estamos transmitiendo un dato 10101010 permanente y en este caso la señal sería equivalente a una señal cuadrada (un alto, un bajo, un alto, un bajo, etc.).
Pero en TV nunca tenemos la posibilidad de transmitir una señal de este tipo porque los datos de TV deben estar cortados obligatoriamente por los periodos de borrado vertical u horizontal. Es decir que la serie de pulsos rectangulares 101010 etc. estarían cortados regularmente por espacios sin pulsos a ritmo horizontal y vertical.
Analicemos el tiempo correspondiente a los pulsos verticales porque ellos los que tomaremos para las mediciones. Un TV moderno siempre es TV/monitor. Y entonces la cosa se complica ya que la PC puede entregar múltiples tiempos y frecuencias de borrado tanto horizontal como vertical. Pero para simplificar vamos a analizar solo el tema de TV y del pulso vertical solamente, que es el que vamos a ver en el osciloscopio posteriormente.
Solo nos quedan dos frecuencias, correspondientes a la norma de 50 y 60 Hz. Los tiempos de borrado vertical son siempre del orden del 5% lo que implica una duración de 1 mS para la norma de 50 Hz y 0,8 mS aproximadamente para la norma de 60 Hz. Estos son los tiempos en que no va a haber salida de datos de la main.
Ahora analicemos la frecuencia equivalente a los datos. El flujo de datos de salida de la main depende del tipo de información de salida; el peor caso corresponde a las señales de HD y la frecuencia equivalente sería de 544 MHz que es una frecuencia prácticamente imposible de transmitir en el caso de una señal rectangular como la que nosotros tomamos y más imposible aun si tomamos una verdadera señal de datos.
En conclusión la main y la T-COM no pueden estar comunicadas por una sola vía cualquiera sea esta (coaxil, par trenzado etc.) Lo normal es utilizar 8 vías de comunicación que originalmente eran de un multipar tipo telefónico de alta calidad de los que se usan para transmitir datos de PC y actualmente es de un flex que tiene dibujado 8 líneas planas del tipo paralelo. Como puede observarse en la figura 7.2.0.
Fig.7.2.0 Dibujo interno del flex.
Como podemos observar se trata de dos pistas muy angostas casi juntas, separadas una distancia considerablemente mayor del par contiguo. En la foto apenas si pudimos lograr enfocar el flex en una zona iluminada por un reflejo.
En la figura 7.2.1 entregamos un circuito explicativo de la comunicación de datos main/T-COM. El circuito de la main no tiene nada que ver con la realidad, ya que todo lo que vemos dibujado está adentro del superjungla pero al exteriorizarlo aprendemos que es lo que genera el superjungla.
Fig.7.2.1 Circuito de salida de datos de la main
La main genera datos del tipo diferenciales, montados sobre una continua. Es decir que es un generador con salidas complementarias (cuando una está alta la otra está baja y viceversa) generadas por XFG1. La masa de este generador está realmente conectada a una fuente de CC de 1,25V aproximadamente que opera como polarización de entrada de los comparadores del circuito decodificador de la T-COM.
En realidad hay 8 circuitos iguales (uno para cada vía de datos) pero nosotros dibujamos solo uno para simplificar. Como vemos separamos el circuito como main, flex y T-COM usando la interfaz correspondiente que son los conectores J1 y J2. La entrada de los comparadores de la T-COM son de alta impedancia y no permitirían que se establezca la corriente de loop de 3,3 mA. Por eso se agregan resistores de carga como terminación de línea que siempre son de 100 ohms (R4) y la línea plana dibujada en el flex es de 100 Ohms de impedancia característica.
En las patas de salida del generador XFG1 se observan dos resistores de 50 Ohms que sumados dan 100 Ohms (en el circuito real están dentro del superjungla) que completan el circuito adaptado de transmisión con 100 Ohms de salida a una línea de 100 Ohms de impedancia característica y una carga de 100 Ohms. Este circuito es fundamental para que se establezca una buena comunicación de datos. Un enlace desadaptado puede provocar una impredecible falla, porque el circuito desadaptado irradia reduciendo la señal que llega a los comparadores y además capta interferencias, que pueden llegar a producir hasta inclusive una falta de funcionamiento de los comparadores por saturación.
Inclusive aun cuando todo el sistema eléctrico este bien, se aconseja pasar los multipares o los flex por el camino original determinado por el fabricante y ser cuidadoso con las pruebas cuando la plaqueta esta desatornillada del chasis.
Para poder levantar los oscilogramas del circuito simulado tuvimos que realizar obligatoriamente un cambio fundamental en la frecuencia equivalente de los datos. Con el valor original de 68 MHz los pulsos de borrado vertical aparecerían en la pantalla cada ½ hora dependiendo de la velocidad de la máquina. Por eso bajé la frecuencia equivalente de datos a 10 KHz, pero la forma de señal que se ve en la pantalla sería la misma que si se utilizara la frecuencia correcta, salvo la separación entre los pulsos de borrado que aquí es más chica. En la figura 7.2.2 se puede observar la forma de señal resultante pero observe que tuvimos que correr una división hacia arriba el eje cero de la señal roja, porque sino la banda roja se superponía con la verde y no se llegaba a ver.
Fig.7.2.2 Señal de salida corregida (el cero está en el centro de la pantalla)
Los detalles a observar son la amplitud de la banda roja y verde porque eso nos indica la amplitud de los datos; observe que en este caso las bandas son de 330 mV que es el valor óptimo. En general esta puede ser la señal de salida de la main pero sufre una atenuación de modo en que en la T-COM pueden llegar valores de quizás 250 mV o aun menos, en los TVs mas grandes. En general 150 mV son suficientes para operar correctamente los comparadores. Observe que los osciloscopios no tienen conectada la entrada de masa, pero para el Multisim, esto significa que están conectados a la masa general de la main el osciloscopio 1 y a la masa general de la T-COM el osciloscopio 2.
¿Para qué sirven los comparadores? Sirven para recomponer una señal TTL a partir de las dos señales LVDS correspondientes a un mismo par. Observe que la señal a la salida de los comparadores es como mostramos en la figura 7.2.3, es decir una sola señal referida a masa y entre todas las señales de salida se regenera la palabra de 8 bits correspondiente a un punto de la pantalla con los cortes correspondientes a los pulsos de borrado vertical. Las rayas verticales blancas son un error de dibujo de la simulación.
Fig.7.2.3 Pulsos TTL de salida de un comparador
En la realidad estas 8 señales son internas al circuito integrado convertidor de códigos de la T-COM y no pueden ser observados. En una palabra que en un TV moderno las señales TTL de la main se convierten en señales LVDS, se envían por el flex como señales LVDS para finalmente ser transformadas nuevamente en señales TTL dentro de la T-COM.
7.3 LAS MEDICIONES SIN OSCILOSCOPIO
Si Ud. no tiene osciloscopio deberá realizar las mediciones con una sonda de RF, o con un parlante amplificado para PC. Comencemos con la sonda de RF. La sonda de RF no es más que un medidor de CA de alta frecuencia, que se adapta al tester digital que se usa como voltímetro de CC, indicando el valor pico a pico de la señal alterna de entrada, cualquiera sea su forma de señal.
La sonda de RF se construye en forma casera según lo indicado en www.picerno.com.ar en la sección "Taller" y luego en "Sonda de RF". Es un instrumento con suficiente precisión como para ser usado en service, pero se aconseja ajustarlo antes de realizar las mediciones de señales LVDS dada su pequeña amplitud.
En caso de dudar de las conexiones LVDS debe comenzar a medir las señales de salida del superjungla lo más cerca posible de las bolillas de salida. Estas bolillas están ocultas pero en algún momento se llega al conjunto de 8 pares de salida partiendo del conector de salida de la main. En la figura 7.3.1 se puede observar una fotografía de esta plaqueta en donde señalamos el sector correspondiente a los pares de salida.
Fig.7.3.1 Pares de salida de datos LVDS de la main
La organización de la información tal cual sale de la main puede ser variada de acuerdo al fabricante pero por lo general se utilizan dos puertos de cuatro pares que generalmente se marcan del 0 al 4 y forman los ocho pares que mencionamos en forma general. En el Samsung se requirió el agregado de un par extra por lo que queda un puerto de 4 pares y otro de 5. Además cada puerto tiene un clock de datos que se transmite en forma LVDS por su alta frecuencia.
Como vemos un puerto se llama ODD (impar) y el otro EVEN (par). La mayoría de los fabricantes los llaman simplemente A y B o 1 y 2 que resulta más claro por evitar la repetición de la palabra par. Los pares de datos se llaman TX (universalmente reconocido como transmisión). Los clocks de datos (uno por cada puerto) se mencionan como TXCLK- y TXCLK+ y luego se coloca adelante la denominación par o impar.
Destacándose por sobre lo común, el fabricante agregó una ayuda para el reparador consistente de puntos de prueba cercanos al conector, con forma cuadrada y estañados, ideales para pinchar con la sonda de RF. Inclusive agregó la forma de señal sobre los puntos de prueba de clock de datos lo cual ya es una hazaña; lástima que se olvido de agregar el circuito de la main completa.
Fig.7.3.2 Señal de clock de datos de cualquiera de los puertos
Arriba se observa la señal medida a una velocidad de barrido baja que permite observar la frecuencia de borrado horizontal que existe tanto como la vertical. A una base de tiempo de 20 uS se observa que esta frecuencia tiene un periodo de 24 uS y por lo tanto es de 1/24uS = 41 Khz. Con esta base de tiempos el clock es una banda violeta donde no pueden discernirse los datos individuales. En cambio usando una base de datos de 200 nS si se pueden observar y vemos que en 200 nS caben 15 ciclos lo que significa que cada ciclo dura 200nS/15 = 13 nS que corresponde a una frecuencia de 75 MHz.
Sobre el conjunto de pistas hay una pintura epoxi transparente que debe ser atravesada con la punta de la sonda de RF para realizar la medición. En la práctica lo que se hace es raspar la pintura con un bisturí y tocar con la aguja hipodérmica de la sonda. Si Ud. trabaja con un osciloscopio deberá tocar con una aguja hipodérmica, tomada con la mano, sobre la pista deseada y luego colgar la punta retráctil del osciloscopio sobre ella. Si trabaja con el óhmetro deberá construir dos "puntas bebé" para reemplazar las puntas del tester.
7.4 EL CAMINO DE LA INFORMACIÓN DE LOS PUERTOS LVDS
¿Como sabemos dónde tocar con nuestro instrumental si no tenemos información de la main? Sabiendo que hay que buscar dos puertos de 4 pares y que cada par tiene una forma característica no es difícil ubicarlos aun sin información. Simplemente basta el ojo entrenado y las fotografías que le vamos a ofrecer a continuación, en donde mostramos lo que llamamos autopista de la información LVDS. Y el Samsung D5500 sirve de ejemplo para cualquier otro modelo de TV LED o SMART.
Vamos a comenzar el análisis en un lugar fácil de ubicar: el conector para el flex que va hasta la T-COM (el CN1601) de la figura 7.4.1.
Fig.7.4.1 Conector de puertos de salida LVDS hacia la T-COM
Cada par se reconoce por sus dos pistas cercanas con una pata sin conectar en el centro que opera como separadora y está conectada a masa. Las patas 1 al 6 son la masa y la 43 a la 51 la fuente de 12V.
En la figura 7.4.2 mostramos la autopista que une los dos puertos del conector con los puertos de salida del superjungla.
Fig.7.4.2. Autopista LVDS de salida a la T-COM
En realidad los puertos son subterráneos ya que están debajo del superjungla que es un BGA y solo podemos verificar las pistas cuando salen por debajo del superjungla y esto tiene una gran importancia porque la mayoría de los problemas se suelen encontrar debajo del BGA en las soldaduras del mismo.
En la figura 7.4.3 se puede observar otra fotografía de la autopista de la información dividida en sus componentes, puerto par, puerto impar y I2CBUS que regresa de la T-COM y pantalla.
Fig.7.4.4 Las tres componentes del puerto de la información LVDS
Observe que la pantalla tiene un camino de retorno para la señales de la T-COM que le indica al micro del correcto funcionamiento de la pantalla. Para esa función la TCOM posee un pequeño microprocesador que lee las fallas y las codifica para transmitirla por un hilo de clock y otro de datos a la main.
El resto de las pistas son las que realmente llevan los datos LVDS y como se observa separamos los puertos como par e impar con diferente colores.
7.5 CONCLUSIONES
En este capítulo explicamos con toda claridad cómo se conecta la main del 5500 a la T-COM y de allí a la pantalla. Es un proceso complicado, pero el único posible dado el enorme flujo de datos que requiere una señal de video de HD.
Lo más importante es que a pesar de la complejidad existen métodos muy simples para determinar si la conexión es buena o si es mala en donde está la falla. Y lo más increíble es que las comprobaciones no requieren tener información de la plaqueta porque todo lo sacamos de la plaqueta misma.
En el próximo capítulo vamos a enseñarle a utilizar el osciloscopio para realizar las pruebas o si Ud. no tiene osciloscopio, le vamos a indicar como reparar el problema con una sonda de RF, unos paralntes para PC o inclusive solo con el óhmetro del tester digital.
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