Apostila de treinamento linha áudio MS-75xx

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APOSTILA DE TREINAMENTO

LINHA ÁUDIO MS 75XX

SEMP TOSHIBA

00,,11 00,,22 00,,33 00,,44 00,,55 00,,66 00,,77 00,,88 00,,99 11,,00

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SEMP TOSHIBA

ÍNDICE

# INTRODUÇÃO # INTRODUÇÃO Propriedades do

Propriedades do Sinal de Sinal de Áudio...Áudio...3...3 Sistemas Balanceados

Sistemas Balanceados e não e não Balanceados...Balanceados...6...6 Modos

Modos de Operação de Operação de Amplificadores...de Amplificadores...7...7 Distorção do

Distorção do Sinal de Sinal de Áudio...Áudio...7..7 Proteção dos

Proteção dos Amplificadores de Amplificadores de Áudio...Áudio...8...8 Amplificadores

Amplificadores Classe Classe D...D...9.9 Modulação por Largura de Pulso

-Modulação por Largura de Pulso - PWM...PWM...10...10 PLL –

PLL – Phase Locked Loop...Phase Locked Loop...11...11 Modulação

Modulação de de Demodulação AM/FM...Demodulação AM/FM...12.12

RDS-RDS- Radio Data System...Radio Data System...18...18 Compact disc

Compact disc e Unidade Unidade Óptica...e Óptica...19..19 Tape

Tape Deck...Deck...24...24 Barramento

Barramento I2C...I2C...25...25 Memórias

Memórias Eeprom...Eeprom...27...27 USB –

USB – Universal Sérial Bus...Universal Sérial Bus...29...29 #DESCRITIVO TÉCNICO LINHA MS75XX

#DESCRITIVO TÉCNICO LINHA MS75XX Diagrama

Diagrama em em Blocos...Blocos...31...31 Rotina

Rotina de de Inicialização...Inicialização...32...32 Fonte

Fonte de de Alimentação...Alimentação...33...33 Alimentação do Filamento

Alimentação do Filamento e Catódo e Catódo do Display...do Display...34...34 Microcontrolador

Microcontrolador CPU...CPU...35...35 Reset

Reset / / Clock...Clock...36...36 Power

Power On...On...37...37 Inicialização do Regulad

Inicialização do Regulador da For da Fonte IC901...onte IC901...3...388 Conexões e

Conexões e Tensões do Tensões do Display...Display...3...399 Controle de

Controle de Volume e Volume e Função Função Jog...Jog...40...40 Acionamento dos

Acionamento dos LED’S de LED’S de Função...Função...41...41 Analisador

Analisador de de Espectro...Espectro...42..42 Interfaceamento

Interfaceamento com Mcom Memória Eprom...emória Eprom...4242 Drives de

Drives de Comunicação de Comunicação de Dados...Dados...43...43 Saída de

Saída de Fone Fone de Ouvidde Ouvido...o...43...43 Pré

Pré Amplificador do Microfone...Amplificador do Microfone...44...44 Base de

Base de Manutenção Manutenção do CD...do CD...4545 Interface

Interface USB...USB...54...54 Controle do

Controle do Tape Tape Deck para MDeck para MS7503/06MP3...S7503/06MP3...5555 Sintonizador

Sintonizador AM/FM...AM/FM...58...58 Seletor da

Seletor da Fonte Fonte de Sinal...de Sinal...59...59 Pré

Pré Amplificador...Amplificador...60...60 Amplificador de Saída Analógica –

Amplificador de Saída Analógica – STK433...STK433...61...61 #AMPLIFICADOR DE

#AMPLIFICADOR DE SAÍDA DE ÁSAÍDA DE ÁUDIO DIGITAL –UDIO DIGITAL – PWMPWM Descrição

Descrição do do Circuito...Circuito...62...62 Processador PWM Classe D –

Processador PWM Classe D – S1A0071X...S1A0071X...6363 Descrição da Pinagem

-Descrição da Pinagem - S1A0071X...S1A0071X...64...64 Buffer e Driver de Corrente –

Buffer e Driver de Corrente – S1A0051...S1A0051...6565 Gerador d

Gerador de e Onda Onda Triangular...Triangular...6...666 Formas de Ond

Formas de Onda na Etapa a na Etapa de Amplificação...de Amplificação...67.67 Áudio

Áudio Mute...Mute...69...69 Estagio

Estagio de de Potência...Potência...70...70 Circuito

Circuito de de Teste...Teste...71...71 Pesquisa

Pesquisa de de Defeitos...Defeitos...72...72 #ESQUEMAS ELÉTRICOS

#ESQUEMAS ELÉTRICOS MS75XX...MS75XX...8282 DAT

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ÍNDICE

# INTRODUÇÃO # INTRODUÇÃO Propriedades do

Propriedades do Sinal de Sinal de Áudio...Áudio...3...3 Sistemas Balanceados

Sistemas Balanceados e não e não Balanceados...Balanceados...6...6 Modos

Modos de Operação de Operação de Amplificadores...de Amplificadores...7...7 Distorção do

Distorção do Sinal de Sinal de Áudio...Áudio...7..7 Proteção dos

Proteção dos Amplificadores de Amplificadores de Áudio...Áudio...8...8 Amplificadores

Amplificadores Classe Classe D...D...9.9 Modulação por Largura de Pulso

-Modulação por Largura de Pulso - PWM...PWM...10...10 PLL –

PLL – Phase Locked Loop...Phase Locked Loop...11...11 Modulação

Modulação de de Demodulação AM/FM...Demodulação AM/FM...12.12

RDS-RDS- Radio Data System...Radio Data System...18...18 Compact disc

Compact disc e Unidade Unidade Óptica...e Óptica...19..19 Tape

Tape Deck...Deck...24...24 Barramento

Barramento I2C...I2C...25...25 Memórias

Memórias Eeprom...Eeprom...27...27 USB –

USB – Universal Sérial Bus...Universal Sérial Bus...29...29 #DESCRITIVO TÉCNICO LINHA MS75XX

#DESCRITIVO TÉCNICO LINHA MS75XX Diagrama

Diagrama em em Blocos...Blocos...31...31 Rotina

Rotina de de Inicialização...Inicialização...32...32 Fonte

Fonte de de Alimentação...Alimentação...33...33 Alimentação do Filamento

Alimentação do Filamento e Catódo e Catódo do Display...do Display...34...34 Microcontrolador

Microcontrolador CPU...CPU...35...35 Reset

Reset / / Clock...Clock...36...36 Power

Power On...On...37...37 Inicialização do Regulad

Inicialização do Regulador da For da Fonte IC901...onte IC901...3...388 Conexões e

Conexões e Tensões do Tensões do Display...Display...3...399 Controle de

Controle de Volume e Volume e Função Função Jog...Jog...40...40 Acionamento dos

Acionamento dos LED’S de LED’S de Função...Função...41...41 Analisador

Analisador de de Espectro...Espectro...42..42 Interfaceamento

Interfaceamento com Mcom Memória Eprom...emória Eprom...4242 Drives de

Drives de Comunicação de Comunicação de Dados...Dados...43...43 Saída de

Saída de Fone Fone de Ouvidde Ouvido...o...43...43 Pré

Pré Amplificador do Microfone...Amplificador do Microfone...44...44 Base de

Base de Manutenção Manutenção do CD...do CD...4545 Interface

Interface USB...USB...54...54 Controle do

Controle do Tape Tape Deck para MDeck para MS7503/06MP3...S7503/06MP3...5555 Sintonizador

Sintonizador AM/FM...AM/FM...58...58 Seletor da

Seletor da Fonte Fonte de Sinal...de Sinal...59...59 Pré

Pré Amplificador...Amplificador...60...60 Amplificador de Saída Analógica –

Amplificador de Saída Analógica – STK433...STK433...61...61 #AMPLIFICADOR DE

#AMPLIFICADOR DE SAÍDA DE ÁSAÍDA DE ÁUDIO DIGITAL –UDIO DIGITAL – PWMPWM Descrição

Descrição do do Circuito...Circuito...62...62 Processador PWM Classe D –

Processador PWM Classe D – S1A0071X...S1A0071X...6363 Descrição da Pinagem

-Descrição da Pinagem - S1A0071X...S1A0071X...64...64 Buffer e Driver de Corrente –

Buffer e Driver de Corrente – S1A0051...S1A0051...6565 Gerador d

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INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO Esta apostila é

Esta apostila é um material complementar aum material complementar ao Treinamento de Áuo Treinamento de Áudio da SEMP TOSHIBA,dio da SEMP TOSHIBA, que

que éé um instrumentum instrumento de ao de apoio conspoio consulta e revulta e revisão, permitindisão, permitindo que o que este treinameneste treinamento sejato seja transmitido

transmitido para para os os demais demais funcionários funcionários do do Posto Posto Autorizado Autorizado SEMP SEMP TOSHIBA. TOSHIBA. A A basebase deste material são os circuitos dos produtos MS7503/06/10/13/20/30 e serve também deste material são os circuitos dos produtos MS7503/06/10/13/20/30 e serve também para a lin

para a linha antiga ha antiga que posque possuem círcsuem círculos bastante ulos bastante semelhantes semelhantes permitindo permitindo usar usar a a basebase de conhecimento para todos os produtos da

de conhecimento para todos os produtos da linha.linha. Os aparelhos reprodutores de á

Os aparelhos reprodutores de áudio são circuitos eletrônicos dudio são circuitos eletrônicos dedicados àedicados à amplificaçãoamplificação de sinais elétricos cujas freqüências estão compreendidas na faixa de

de sinais elétricos cujas freqüências estão compreendidas na faixa de 20HZ a 20KHZ,20HZ a 20KHZ, conhecida como faixa de áudio freqüências. Esses circuitos estão

conhecida como faixa de áudio freqüências. Esses circuitos estão presentes em quasepresentes em quase tudo que esteja relacionado com os

tudo que esteja relacionado com os meios de comunicações.meios de comunicações. Especificamente neste trabalho iremos detalhar a reprodução de:

Especificamente neste trabalho iremos detalhar a reprodução de: radio freqüências nasradio freqüências nas faixas de AM/FM, Compact

faixas de AM/FM, Compact Disc Player, MP3, USB e o AmplDisc Player, MP3, USB e o Amplificador de Saída de Áificador de Saída de Áudioudio Digital. Para

Digital. Para uma melhor uma melhor compreensão compreensão destes circuitos, destes circuitos, éé necessário necessário conhecer conhecer algunsalguns conceitos

conceitos de de como como se se comporta comporta um um sinal sinal elétrico elétrico que que iráirá ser ser transformado transformado emem informação acústica.

informação acústica.

PROPRIEDADES DE UM SINAL PROPRIEDADES DE UM SINAL A forma de ond

A forma de onda do sinal ma do sinal mais utilizado nais utilizado nas medições as medições de áudio éde áudio é a senoidal a senoidal (senóide),(senóide), por ser um tom puro, livre de harmônicas. Para representarmos um sinal senoidal por ser um tom puro, livre de harmônicas. Para representarmos um sinal senoidal precisamos conhece

precisamos conhecer sua amplitude r sua amplitude e freqüência, ou periódoe freqüência, ou periódo

NÍVEL E AMPLITUDE NÍVEL E AMPLITUDE A

A amplitude amplitude éé o o parâmetro parâmetro que que nos nos fornece fornece o o nível nível máximo máximo do do sinal, sinal, ao ao elevar elevar ouou baixar

baixar o o volume volume de de uma uma música música estamos estamos atuando atuando no no nível nível de de sua sua amplitude. amplitude. ParaPara sinais

sinais alternados alternados como como a a onda onda senoidal senoidal da da figura figura anterior, anterior, oo nível nível pode pode ser ser medidomedido pelo

pelo valor valor de de pico, pico, pelo pelo valor valor de de pico-a-pico pico-a-pico ou ou pelo pelo valor valor eficaz, eficaz, tambémtambém

SEMP TOSHIBA

DAT

DAT SEMP SEMP TOSHIBA TOSHIBA 33

1,0 1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0,0 0,0 -0,2 -0,2 -0,4 -0,4 valor de valor de -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 -1,0 -1,0 0 0 PERÍODO PERÍODO pico (-) pico (-) 0,8 0,8 A A M M P P L L I I T T U U D D E E 0 0,,11 00,,22 00,,33 00,,44 Onda Senoidal Onda Senoidal

Valor de pico a pico Valor de pico a pico

Valor eficaz ou RMS Valor eficaz ou RMS 1,0 1,0 valor de valor de pico (+) pico (+) 0 0,,55 00,,66 00,,77

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conhecido

conhecido como como valor valor RMS, RMS, que que significa significa elevar elevar o sinao sinal ao l ao quadrado, quadrado, tirartirar a

a média média e e extrair extrair a a raiz raiz quadrada dessa quadrada dessa média. média. Isso Isso porque o porque o sinal sinal alternadoalternado tem o

tem o valor médio igual a valor médio igual a zero ao zero ao longo do tempo, longo do tempo, consideranconsiderando esse sinaldo esse sinal simétrico, p

simétrico, pois ois a a área área do do semi semi ciclo ciclo positivo positivo éé igual igual àà área área do do semi-ciclo semi-ciclo negativo.negativo. Elevando esse

Elevando esse sinal ao sinal ao quadrado obtemos um quadrado obtemos um resultado proporcional àresultado proporcional à energia, cuja

energia, cuja média, ao lmédia, ao longo do ongo do tempo, étempo, é proporcional proporcional àà potência potência eficaz ou meficaz ou média.édia.

SEMP TOSHIBA

1,0 1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0,0 0,0 -0,2 -0,2 -0,4 -0,4 -0,6 -0,6 -0,8 -0,8 -1,0 -1,0 0 0 Obtenção do valor

Obtenção do valor RMS RMS de uma Senóidede uma Senóide

A A M M P P L L I I T T U U D D E E 0 0,,88 11,,00 0 0,,11 00,,22 00,,33 00,,44 00,,55 PERÍODO PERÍODO Valor eficaz ou RMS Valor eficaz ou RMS s e n o s e n o i di da l a o a l a o q u a d rq u a d ra d oa d o M é d i a d o s i n a l M é d i a d o s i n a l Sinal senoidal Sinal senoidal

Sinal senoidal ao quadrado Sinal senoidal ao quadrado Valor médio do sinal senoidal

Valor médio do sinal senoidal

0

0,,66 00,,77

FREQUÊNCIA E PERÍODO FREQUÊNCIA E PERÍODO

A fre

A freqüênqüênciacia, é, é o o númenúmero ro de de ciclciclos os de de um sum sinal inal perióperiódicodico, ex, existenistente te em em umum intervalo de tempo

intervalo de tempo igual a 1 igual a 1 s (um seguns (um segundo), e o períoddo), e o período éo é o tempo de o tempo de duração deduração de um c

um ciclo. A iclo. A freqüência freqüência pode pode ser ser especificada especificada em em ciclos ciclos por por segundo segundo (cps) (cps) ou ou emem hertz (Hz). Na figura abaixo temos um sinal de 1Hz e outro de 4Hz, no eixo hertz (Hz). Na figura abaixo temos um sinal de 1Hz e outro de 4Hz, no eixo horizontal

horizontal temos temos a a escala escala de de tempo, tempo, indo indo de de 0 0 a a 1s 1s . . O O ciclo ciclo do do sinal sinal de de 1 1 HzHz ocup

ocupa a todo todo o o eixeixo o do do temptempo o (1s) (1s) e e o o ciclciclo o do do sinasinal l de de 4Hz4Hz ocupocupa a apenapenas as ¼¼ dodo eixo

eixo (0,25s (0,25s ou ou 250ms250ms), ), portaportanto nto o o períperíodo odo do do primeprimeiro iro éé T=1s T=1s e e o o períoperíodo do dodo segundo

segundo éé T=0,25s. T=0,25s. Portanto Portanto conclui-se conclui-se que que a a freqüência freqüência éé o o inverso inverso do do período,período, e e vice-versa: vice-versa: F=1/T F=1/T e T=e T=1/F.1/F. -1,0 -1,0 A A M M P P L L I I T T U U D D E E 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 -0,5 -0,5 00 00,,11 00,,22 00,,33 00,,44 00,,99 11,,00 1 Hz 1 Hz 4 Hz 4 Hz T = 1s T = 1s 00,,55 00,,66 00,,77 00,,88

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SEMP TOSHIBA

POTÊNCIA

A potência é uma unidade de capacidade de fornecimento de energia no tempo, bem como também de consumo. Qualquer circuito amplificador, consome potência da rede (AC) quando é energizado, e isso inclui pré-amplificadores, amplificadores de Potência,

etc. A essa potência dá-se o nome de potência de consumo.

A potência fornecida, ou mais comumente potência de saída, é certamente uma das características mais disputadas entre os fabricantes, o que vem promovendo uma busca Constante de aumentos dessas potências. A forma de medir a potência de um amplificador é aplicar um sinal senoidal à entrada deste e medir a tensão eficaz (EL) em uma carga Resistiva de valor conhecido (RL). A potência, então, é calculada através da Equação;

2 P = E L RL

Esta é a potência a ser especificada para o amplificador, conhecida como RMS. durante a medição, a tensão de alimentação do amplificador (AC ou DC) deve ser mantida constante, e as condições de teste (tensões, distorções, frequências, etc) devem ser as Sugeridas por normas e de acordo com às especificações técnicas do amplificador.

Com base nos sinais da figura abaixo, observa-se que a potência do sinal dinâmico é menor do que a potência do sinal estático, considerando ambos com amplitudes iguais. As amplitudes são limitadas pelo circuito amplificador e isso mostra que sua potência Nunca estará sendo plenamente utilizada por um sinal de programa musical ou de voz.

DAT SEMP TOSHIBA 5

COMPARAÇÃO ENTRE UM SINAL SENOIDAL ESTÁTICO E DINÂMICO SINAL DE ÁUDIO ESTATICO - TOM PURO

-1,0

SINAL DE ÁUDIO DINÁMICO

-1,0 1,0 A M P L I T U D E 0,5 0,0 -0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,8 0,9 1,0 RMS=0,707 0,4 0,5 0,6 0,7 1,0 A M P L I T U D E 0,5 0,0 -0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 RMS=0,329 0,8 0,9 1,0

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SEMP TOSHIBA

SISTEMAS BALANCEADOS E NÃO BALANCEADOS

Os sistemas balanceados têm elevada imunidade ao ruído, amplificando apenas os sinais de interesse, utilizando de amplificadores diferenciais, que amplificam apenas a diferença entre os sinais aplicados simultaneamente em suas duas entradas, sendo uma Delas denominada de não inversora (+) e a outra de inversora (-). Se um mesmo sinal for Aplicado simultaneamente às entradas inversoras (-) e não inversora (+), o resultado na saída do amplificador diferencial será zero. Se dois sinais iguais, porém com polaridades Invertidas, forem aplicados simultaneamente a cada uma das entradas o resultado será Proporcional a sua soma.

MODOS DE OPERAÇÃO DE AMPLIFICADORES

+

-Representação de um amplificador diferencial. A saída será o resultado da diferença e ntre os sinais de entrada (e1-e2) multiplicado pelo ganho diferencial (A).

+

-Diferença e ntre dois sinais iguais de mesma pola ridade

+

-Diferença e ntre dois sinais iguais com polaridade invertida

e1

e2

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OPERAÇÃO EM ESTÉREO

O estéreo é um efeito que esta relacionado com o programa de áudio a ser reproduzido. Quando um amplificador é configurado para operar em estéreo, o mesmo será habilitado para operar com dois sinais de áudio independentes, inclusive o proprio sinal estéreo. OPERAÇÃO EM MONO

Nesta configuração, é necessário apenas um circuito amplificador para reprodução do programa de áudio. Quando um amplificador de dois ou mais canais é posto para operar em mono, entende-se que ambos os canais estão amplificando o mesmo programa, embora ainda continue existindo a independência entre os circuitos amplificadores. DISTORÇÃO

Um circuito amplificador ideal entrega em sua saída um sinal que é a réplica do sinal de entrada amplificado em amplitude, podendo diferir em fase ou com atraso no tempo. Na prática, essa condição não é possível, pois os dispositivos semicondutores não são lineares, têm resposta de frequência limitadas e operam dentro de restrições impostas pelo processo de fabricação, além de introduzirem ruído. Como consequência dessas limitações de operação, o sinal amplificado estará sempre sofrendo algum tipo de deformação, ou seja, distorção.

SEMP TOSHIBA

DAT SEMP TOSHIBA 7

CANAL ESQUERDO CANAL DIREITO Canal A Canal B MONO Canal A Canal B

DISTORÇÃO POR SATURAÇÃO E CORTE DE AMPLITUDE

-1,0 0,0015 0,002 0,0025 0,0005 0,001 1,0 A M P L I T U D E 0,5 0,0 -0,5 0,005 Tempo em segundos 0,003 0,0035 0,004 0,0045 0

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SEMP TOSHIBA

PROTEÇÃO DOS AMPLIFICADORES DE ÁUDIO PROTEÇÃO DOS AMPLIFICADORES DE ÁUDIO

As proteções dos estágios amplificadores de áudio, devem garantir a integridade As proteções dos estágios amplificadores de áudio, devem garantir a integridade do circuito eletrônico, mesmo

do circuito eletrônico, mesmo nas mais extremas condições de operação.nas mais extremas condições de operação. PROTEÇÃO TÉRMICA

PROTEÇÃO TÉRMICA Essa

Essa proteção proteção atua atua em em função função da da temperatura temperatura interna interna e e de de partes partes internas internas de de umum amplificador de áudio. Sensores térmicos são

amplificador de áudio. Sensores térmicos são estrategicamentestrategicamente colocados no estagioe colocados no estagio amplificador, com a função de monitorarem as temperaturas ali existentes.O aumento amplificador, com a função de monitorarem as temperaturas ali existentes.O aumento da

da temperatura temperatura pode pode ocorrer ocorrer devido devido a soa sobrecarga brecarga de de potência, potência, a tea temperaturamperatura ambiente acima do limite

ambiente acima do limite especificado, a obstrução da ventilação, etc.especificado, a obstrução da ventilação, etc. PROTEÇÃO CONTRA CURTO-CIRCUITO

PROTEÇÃO CONTRA CURTO-CIRCUITO

Na possibilidade de ocorrer um curto-circuito na saída do amplificador, seja nos Na possibilidade de ocorrer um curto-circuito na saída do amplificador, seja nos terminais

terminais de de saída, saída, no no cabo cabo que que faz faz a a interligação interligação amplificador amplificador / c/ caixa aixa acústica, acústica, ouou DISTORÇÃO POR SLEW RATE

DISTORÇÃO POR SLEW RATE Slew rate (taxa de inclinaç

Slew rate (taxa de inclinação) éão) é o parâmetro que ino parâmetro que informa a máxima taxa de aumforma a máxima taxa de aumentoento ou diminuição da tensão de saída, de um circuito amplificador, por

ou diminuição da tensão de saída, de um circuito amplificador, por unidade de tempo.unidade de tempo. Todo circuito amplificador tem um limitação quanto a velocidade de resposta a uma Todo circuito amplificador tem um limitação quanto a velocidade de resposta a uma

excitação de entra

excitação de entrada, e essa limitação éda, e essa limitação é expressa em Volt por micexpressa em Volt por microssegundo.rossegundo.

EFEITO DO SLEW RATE EM UM SINAL SENOIDAL EFEITO DO SLEW RATE EM UM SINAL SENOIDAL

-1,0 -1,0

EFEITO DO SLEW

EFEITO DO SLEW RATE EM UM SIRATE EM UM SI NAL DE ONDA QUADRANAL DE ONDA QUADRADADA

-1,0 -1,0 00,,000033 00,,00003355 00,,000044 00,,000022 00,,00002255 00 00,,00000055 00,,000011 00,,00001155 Tempo em segundos Tempo em segundos 1,0 1,0 A A M M P P L L I I T T U U D D E E 0,50,5 0,0 0,0 -0,5 -0,5 00,,00003355 00,,000044 00,,00004455 00,,000055 00,,00001155 00,,000022 00,,00002255 00,,000033 00 00,,00000055 00,,000011 1,0 1,0 A A M M P P L L I I T T U U D D E E 0,50,5 0,0 0,0 -0,5 -0,5 00,,00004455 00,,000055 Tempo em segundos Tempo em segundos

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PROTEÇÃO CONTRA DC PROTEÇÃO CONTRA DC Uma

Uma falha falha no circuito no circuito amplificador amplificador pode provpode provocar o ocar o envio de envio de tensão cotensão contínua (DC) àntínua (DC) à caixa

caixa acústica acústica ou ou alto-falante. alto-falante. Os Os amplificadores amplificadores atuais atuais trabalham trabalham com com alimentaçãoalimentação simétrica

simétrica e dispensam os ce dispensam os capacitores de acapacitores de acoplamento. Tensoplamento. Tensões contínuas daões contínuas danificamnificam os alto-falantes,

os alto-falantes, pois pois deslocam o deslocam o cone da sua posição de repouso, cone da sua posição de repouso, forçando oforçando o conjunto móvel e tensionando o anel

conjunto móvel e tensionando o anel de suspensão, além de aquecerem a bobina.de suspensão, além de aquecerem a bobina. PROTEÇÃO CONTRA CEIFAMENTO (clipping)

PROTEÇÃO CONTRA CEIFAMENTO (clipping) O ceifamento

O ceifamento ocorre semocorre sempre que pre que o nível o nível do sinal do sinal que estáque está sendo sendo amplificadoamplificado ultrapassa o limite de máxima excursão admissível no circuito amplificador. Um ultrapassa o limite de máxima excursão admissível no circuito amplificador. Um circuito

circuito limitador limitador pode pode realizar realizar essa proessa proteção, qteção, quando uando o clipo clipping ping acontece, acontece, o gao ganhonho do amplificador

do amplificador éé reduzido areduzido automaticamente, miniutomaticamente, minimizando o emizando o efeito.feito. PROTEÇÃO CONTRA TRANSITÓRIOS

PROTEÇÃO CONTRA TRANSITÓRIOS É

É comum comum ouvirmos ouvirmos um sum som pop om pop toda toda vez vez que ligque ligamos amos ou ou desligamos desligamos algumalgum equipamento de áudio. Isso se deve ao fato de

equipamento de áudio. Isso se deve ao fato de que ocorrem transitórios no momentoque ocorrem transitórios no momento em

em que que o o circuito circuito eletrônico eletrônico éé energizado. energizado. Uma Uma forma forma de de se se evitar evitar esse esse efeito efeito éé desconectar, momentaneamente, os alto-falantes ou caixas acústicas do circuito desconectar, momentaneamente, os alto-falantes ou caixas acústicas do circuito amplificador. Essa proteç

amplificador. Essa proteção éão é comumente chacomumente chamada de MUTE (emumada de MUTE (emudecimento).decimento). AMPLIFICADORES CLASSE D

AMPLIFICADORES CLASSE D Os amplificadores

Os amplificadores Classe D, Classe D, também cotambém conhecidos nhecidos por por amplificadores amplificadores chaveadoschaveados,, funcionam de

funcionam de uma formauma forma bastatebastate distinta, pois distinta, pois a etapa a etapa de potênde potência opera cia opera como chavcomo chaveses eletrônicas , abrindo e

eletrônicas , abrindo e fechando alternadamefechando alternadamente em alta nte em alta velocidade. O sinal de entradavelocidade. O sinal de entrada éé constconstante ante compcomparadarado o com com o o sinasinal l de de forma forma triantriangulagular, r, geragerado do pelo pelo próprpróprioio ampli

amplificadficador, or, e e dede frequêfrequênciancia muitas muitas vezevezes ms maior aior do do que que a da do po próprróprio sio sinal inal de de áudiáudio.o. Como

Como resultado resultado dessa dessa comparaçãcomparação, surge o, surge um terceiro um terceiro sinal sinal de forma de forma quadrada, quadrada, queque excitará

excitará a a etapa etapa de de potência potência . . Na Na saída saída do do estágio estágio de de potência, potência, que que fornece fornece o o sinalsinal quadrado ampli

quadrado amplificado, éficado, é colocado um filtro passcolocado um filtro passa-baixa de modo a pa-baixa de modo a permitir a passagemermitir a passagem das

das freqfrequêuêncinciasas de de áuáudio dio e e ateatenunuar ar asas freqfrequênuênciciasas aciacima ma desdesta. ta. AssAssim, im, na na saísaída da dodo filtro,

filtro, temos temos o sinal o sinal de áudio de áudio amplificado. O amplificado. O fato da etapfato da etapa de pa de potência opotência operar no merar no modoodo chaveado, faz com que o rendimento dos amplificadores Classe D possa atingir na chaveado, faz com que o rendimento dos amplificadores Classe D possa atingir na prátic

prática a a casa casa doa dos 90% s 90% sendsendo quo quee teórteóricameicamente, o nte, o rendrendimeimento ponto podede alcaalcancarncar 100%100%..

SEMP TOSHIBA

DAT

(11)

SEMP TOSHIBA

+ + triangular triangular +V +V -V -V ETAPA DE SAÍDA DE ÁUDIO OPERANDO EM CLASSE D ETAPA DE SAÍDA DE ÁUDIO OPERANDO EM CLASSE D

Filtro Filtro Passa Passa Baixas Baixas --Gerador Gerador de onda de onda Comparar

Comparar o o sinal sinal a a ser ser amplificado amplificado com com uma uma onda onda triangular, triangular, e e obter obter uma uma ondaonda quadrada,

quadrada, dá-se dá-se o o nome nome de de modulação modulação por por largura largura de de pulso pulso ou ou PWM, PWM, do do inglêsinglês

Pulse Width Modulation.

Pulse Width Modulation. A figuA figura ra abaixo abaixo mostra mostra esse esse procedimento, procedimento, a a ondaonda

quadrada

quadrada resultante resultante mantém mantém sua sua amplitude amplitude constante, constante, enquanto enquanto a a largura largura variavaria de acordo com a amplitude do sinal de áudio. Nos semiciclos positivos a onda de acordo com a amplitude do sinal de áudio. Nos semiciclos positivos a onda quadrada exibe uma duração maior acima do eixo (lado positivo) e nos semiciclos quadrada exibe uma duração maior acima do eixo (lado positivo) e nos semiciclos negativos

negativos ocorre ocorre o o oposto. oposto. Dessa Dessa forma, forma, o o valor valor médio médio da da onda onda quadrada quadrada éé oo próprio

próprio sinal sinal de de áudio áudio que, que, por por ser ser de de frequênciafrequência bem bem menor menor do do que que a a da da ondaonda quadrada, é

quadrada, é recuperado recuperado através de um através de um filtro passa-baixfiltro passa-baixas.as.

MODULAÇÃO POR LARGURA DE PULSO - PWM MODULAÇÃO POR LARGURA DE PULSO - PWM

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PLL :

PLL : PhaPhase-se-LocLockeked Lood Loopp ou Elo Tou Elo Travravado eado em Fasm Fase.e. O

O PLL PLL atua atua como como sintetizador sintetizador de de freqüência freqüência para para geração geração de de portadoras portadoras e e sinais sinais dede sincronismo.

sincronismo. O O PLL PLL éé um um caso caso particular particular de de servo servo mecanismo mecanismo ou ou sistema sistema retroretro alimentado. De acordo com a aplicaç

alimentado. De acordo com a aplicação, pode ser implementado de forma ão, pode ser implementado de forma analógica ouanalógica ou digital

digital ou por software em DSP (Procesou por software em DSP (Processador de Sinais Dsador de Sinais Digitais). Basicamente, o Pigitais). Basicamente, o PLL éLL é um elo fechado com três componentes :

um elo fechado com três componentes : O

O detdetetoetorr de fade fasese, que fornece uma tensão de saída, que fornece uma tensão de saída VdVd cuja componente contínuacuja componente contínua VcVc éé proporcional proporcional a diferença da diferença de fase entre os e fase entre os sinaissinais VeVe (sinal (sinal de de entrada) entrada) ee VvVv (sinal do(sinal do VCO).

VCO). VdVd costuma também ser chamada de tensão de erro.costuma também ser chamada de tensão de erro. O

O filtro passa baixofiltro passa baixo, , cuja cuja função função básica básica éé eliminar eliminar a a componente componente de de alta alta freqüênciafreqüência na s

na saída aída do do detetor detetor de de fase, e fase, e extrair sextrair somente omente a ca componente omponente continua continua que que serve serve dede tensão de controle

tensão de controle VcVc do VCO.do VCO. O

O VCOVCO, oscilador controlado por tensão, gera um sinal cuja freqüência, oscilador controlado por tensão, gera um sinal cuja freqüência fvfv depende dadepende da tensão de controle

tensão de controle VcVc..

Na ausência de sinal de

Na ausência de sinal de entradaentrada VeVe, a tensão, a tensão VcVc éé zero zero e e o o VCO VCO osciloscila a nana freqüênciafreqüência central fo

central fo. Com sinal de entrada. Com sinal de entrada Ve,Ve, e freqüênciae freqüência fefe nana faixa de capturafaixa de captura, aparece uma, aparece uma tensão

tensão VdVd na na saídsaída a dodo detedetetortor de de fase, fase, tal tal que que a a freqüfreqüênciência a do do VCO VCO seja seja alteralterada ada atéaté ser igual a freqüência do sinal de entrada, porém mantendo um erro

ser igual a freqüência do sinal de entrada, porém mantendo um erro ou diferença de faseou diferença de fase constante e tal que gere um

constante e tal que gere um VcVc que sustente esta nova fque sustente esta nova freqüência do VCO.reqüência do VCO.

DAT

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A MODULAÇÃO E DEMODULAÇÃO DE UMA ONDA DE RÁDIO

Para ser capaz de transmitir informações, a onda de rádio deve ser modulada, isto é, modificada para apresentar variações de amplitude ou freqüência. Esse processo é realizado através da “mistura” de dois sinais. O “sinal puro”, que caracteriza a

estação de rádio, é “misturado” a um sinal modulador, que é produzido, por exemplo, pelo microfone do locutor da estação de rádio.

MODULAÇÃO DE AMPLITUDE

Na modulação de amplitude (AM), a onda de rádio portadora é gerada com

amplitude e freqüência constantes. Depois disso, a onda portadora é modificada pela introdução de uma onda, proveniente do microfone. As variações de amplitude da onda proveniente do microfone ficam, então, “impressas” sobre a onda portadora. O processo de produção do sinal que é efetivamente enviado pela antena transmissora é chamado modulação. As estações emissoras de ondas de rádio que se utilizam da modulação de amplitude para transmitir informações são chamadas de estações de rádio AM (ou Amplitude Modulada).

MODULAÇÃO DE FREQÜÊNCIA

Outra forma de introduzir informações em uma onda de rádio é a modulação de freqüência (FM). A modulação de freqüência é diferente da modulação de amplitude (AM). No caso das emissões de FM, o sinal modulador interfere na produção do sinal

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FORMAS DE ONDA NA MODULAÇÃO AM-DSB

Considerando a frequência da portadora, e tom do sinal modulante, após a modulação, a portadora será composta por três frequências; A portadora

modulada e as duas bandas laterais, resultantes do batimento entre a frequência da portadora com a Frequência do sinal modulante.

SINAL DE BAIXA FREQUÊNCIA (ÁUDIO) OU SINAL MODULANTE

TEMPO

+A SINAL DE RF PURO, PORTADORA

SEM MODULAÇÃO TEMPO AMPLITUDE Em -Em 0 Ep 0 -Ep AMPLITUDE +B -B -A Ep+Em Emax Ep Ep-Em Emin

SINAL DA PORTADORA, APÓS

TEMPO MODULAÇÃO -Ep + Em -A -Ep -B Ep - Em +B +A -Ep AMPLITUDE

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DIAGRAMA EM BLOCOS – RECEPTOR AM-DSB

Sintonizador de RF: Os sinais de RF induzidos na antena são formados por diversas frequências. O amplificador de RF além de amplificar, seleciona a frequência

desejada.

Misturador: O sinal de RF, recebido na antena, esta na faixa de 540KHz á 1680KHz, a conversão na frequência intermediaria (FI), e realizada no circuito Misturador, com o auxilio do Oscilador Local. Após o batimento do sinal recebido na antena, com o sinal vindo do oscilador local, será obtida a frequência de FI de 455KHz.

Oscilador Local: Gera para o circuito Misturador, uma frequência sem modulação, superior em 455KHz em relação a frequência sintonizada pelo Amplificador de RF. Amplificador de FI: É constituido normalmente por dois amplificadores

transistorizados, sintonizados em 455KHz, tendo como função básica aumentar a seletividade do receptor, proporcionando um alto ganho do sinal que sai do

Misturador.

Detetor: É formado por circuito detetor de envoltoria, que Irá filtrar a portadora de 455KHz, resultando a informação do sinal modulante (Áudio) que é a informação a ser reproduzida na saída de áudio.

AGC – Controle Automático de Ganho: É o circuito formado por filtro passa baixa que recupera o valor médio do sinal resultante da demodulação ( ou detecção ) e o aplica à primeira etapa de FI.

Amplificador de Áudio: É composto pelo amplificador de áudio e pelo alto-falante, tendo como função o tratamento final do sinal de áudio demodulado e sua adequação ao gosto do ouvinte que utiliza o receptor.

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FORMAS DE ONDA NA MODULAÇÃO FM

Na modulação em frequência , a frequência instantânea da portadora é variada no espectro de frequência, acima e abaixo em relação à frequência central. Essa variação é proporcional ao valor instantâneo do sinal modulante e a amplitude da onda modulada permanece inalterada.

Desvio da Portadora em Função da Amplitude do Sinal Modulante

SINAL DE BAIXA FREQUÊNCIA (ÁUDIO) OU SINAL MODULANTE

TEMPO

SINAL DE RF PURO, PORTADORA SEM MODULAÇÃO TEMPO Em 0 -Em 0 -Ep Ep PORTADORA MODULADA TEMPO -Ep Ep 0 -Ep -Ep F(KHZ)

TOM TOM TOM

FRACO MÉDIO FORTE

FREQUÊNCIA DA +50 +75 FP -25 -75 PORTADORA +25 -50

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DIAGRAMA EM BLOCOS – RECEPTOR FM

Amplificador e Filtro de RF: Os sinais de RF induzidos na antena são formados por diversas frequências. O amplificador de RF além de amplificar, seleciona a frequência desejada.

Misturador: O sinal de RF, recebido na antena, esta na faixa de 88Mhz á 108Mhz, a conversão na frequência intermediaria (FI), e realizada no circuito Misturador, com o auxilio do Oscilador Local. Após o batimento do sinal recebido na antena, com o sinal vindo do oscilador local, será obtida a frequência de FI de 10,7MHz.

Oscilador Local: Gera para o circuito Misturador, uma frequência sem modulação, superior em 10,7MHz em relação a frequência sintonizada pelo Amplificador de RF. Amplificador de FI: É responsável pela seletividade e ganho do receptor,

proporcionando um alto ganho do sinal que sai do Misturador, seus filtros estão sintonizados na frequência de FI de 10,7MHz.

Limitador: Tem a função de limitar a variação em amplitude do sinal recebido, de forma a manter a amplitude do sinal recebido constante.

Detetor: O sinal recebido é modulado em FM, para recuperar, o sinal transmitido, é utilizado um demodulador de sinal de FM, que deve ter uma banda larga de maneira a não distorcer o sinal recebido durante o processo de demodulação.

Deênfase: Na transmissão as frequências de áudio superior a 2122Hz (segundo FCC) e 3183Hz (segundo o JIS) são atenuadas no processo de Preênfase, para limitar o nível de ruído na transmissão, no processo de recepção é necessário amplificar estes sinais que foram atenuados.

CAF (Controle Automático de Frequência): Monitora o nível DC do sínal de áudio demodulado e o utiliza para ajustar a frequência de ressonância do Oscilador Local,

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FM ESTÉREO

Partindo do príncipio que os sinais L(t) (de left = esquerdo) e R(t) ( de right = direito ), que são as informações estéreo, devem ser codificadas de tal forma que os receptores estéreo possam decodifica-las e os receptores mono possam receber os dois canais misturados e somados. A partir da soma e diferença dos dois canais é possível

recupera-los novamente, mas como tanto a soma , quanto a diferença ocupam a mesma região de frequências, uma das duas deverá ser deslocada. A soma não pode ser deslocada, pois terá que ser recebida pelos aparelhos monofonicos, portanto à diferença L(t) – R(t) deve ser deslocada no espectro de frequência.

Os sinais de áudio de 0 a 15KHz é a soma L(t) + R(t) dos dois canais e os sinais de 23KHz a 53KHz é a diferença L(t) – R(t) dos dois canais, modulada em AM-DSB/SC, com portadora de 38KHz, é enviado um tom de 19KHz, chamado “sinal piloto”, a partir do qual, dobrando sua frequência, recuperar a portadora da modulação de L(t) – R(t) em AM-DSB/SC. A amplitude do sinal piloto é tal que provoque um desvio de 7,5KHz na frequência da portadora, ou seja 10% do máximo permitido.

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RDS – RADIO DATA SYSTEM

Sistema de Dados de rádio (RDS) é uma tecnologia que permite a emissoras de rádio FM (88MHZ – 108MHZ) enviarem um fluxo de dados com o conteúdo auditivo que proporciona ao receptor uma variedade de facilidades que ajudam na afinação de uma certa estação ou programa.

Entre as aplicações principais, destacamos as seguintes:

PI - identificação de programa: código que permite o receptor a distinguir entre

áreas nas quais o mesmo programa é transmitido e a identificação do próprio programa.

PS - nome de serviço de programa: jogo de caráter alfanuméricos (até oito

caráter) mostrou na exibição, enquanto informando que estação está sendo afinada (por exemplo.: R ÁDIO 1).

RT - texto de rádio: isto recorre a transmissões de texto codificadas, comprimento fixo (até 64 caráter), principalmente se dirigido a receptores de casa de consumidor que seriam equipados com instalações de exibição satisfatórias,

AF - freqüências revezadas: lista de freqüências alternativas que levam a cabo a mesma programação; um receptor equipado procuraria a freqüência que tem o melhor sinal então.

TA - identificação de anúncio de tráfico: indica que um anúncio de tráfico está sendo transmitido atualmente.

CT - tempo de relógio e data: tempo e códigos de data transmitidos para sincronizar esta informação com os valores registraram no receptor.

PTY - Programa digitam procura: permite o receptor a procurar estações que outorgam o tipo de programa (notícias, jogo esportivos, música, etc).

O fluxo de dados digital é transmitido a uma taxa de 1187,5 bits/s, modulado em DSBSC por uma portadora de 57 KHz. A figura abaixo apresenta o espectro do sinal de FM a ser transmitido, inclusive o sinal de RDS.

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COMPACT DISC - UNIDADE ÓPTICA

Para ler o disco utiliza-se um DIODO LASER e SISTEMA ÓPTICO do tipo 3 FEIXES. Na figura abaixo pode ser observado uma unidade optica que transforma um feixe de laser em três através de um artifício optico, partindo diretamente do prisma polarizado para a superfície refletiva do disco. Na trajetória de retorno, o feixe não encontra passagem pelo prisma, sendo então refletido para o fotodiodo, levando a informação contida no disco.

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LENTE OBJETIVA:

É a responsável pela focalização do feixe de laser no disco. FILTRO POLARIZADO ¼ De ONDA:

Irá converter o feixe do laser em luz circular. LENTES COLIMADORAS:

Trabalha em conjunto com a lente objetiva. Sua finalidade é promover a concentração do feixe do laser, fazendo com que o feixe principal e os secundários fiquem em paralelo. PRISMA:

Dependendo da estrutura optica adotada, poderá haver mais de um prisma. Seu objetivo principal é separar o feixe de laser que vai na direção do disco, que após refletido retorna para os fotodiodos.

GRADE DE DIFRAÇÃO: (Utilizada somente nas unidades de três feixes).

O diodo laser gera apenas um feixe, a grade de difração colocada entre o diodo laser e o prisma gera mais dois feixes, passando a unidade a ser definida como tendo três feixes. Ao se chocar com a grade, o feixe se “abre” em vários, e dois deles são aproveitados, produzindo, assim, os três feixes: o central, emitido pelo laser, e mais dois secundários, obtidos após passar pela grade de difração.

LENTE CILÍNDRICA:

A luz refletida volta para a placa de ¼ de onda, que vai polarizar a luz verticalmente, com isso a luz não passa pelo prisma polarizado, mas é refletida para a lente cilíndrica, para ser focalizada no conjunto fotodiodos.

CONJUNTO DE FOTODIODOS:

Os fotodiodos serão os responsáveis pela transformação da luz que retorna, em impulsos elétricos, e através deles o sistema fará o foco e a trilhagem. Dependendo do tipo de unidade são utilizados quatro ou seis fotodiodos designados pelas letras A,B,C e D montados numa configuração formando um minusculo quadrado. Se a unidade for de um feixe, serão utilizados quatro fotodiodos para os dados, foco e trilhagem, para a unidade de três feixes são utilizados mais dois fotodiodos, designados pelas letras E e F, são utilizados apenas para a trilhagem, ficando os diodos A,B,C e D para o foco e os dados contidos no disco.

CIRCUITO APC: (Controle Automático de Potência)

O circuito APC tem a função de fornecer a tensão de excitação do diodo laser e controlar a potência da intensidade luz emitida.

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A luz do laser é monocolor, assim todos os componentes do feixe estão na mesma frequência e em fase, isso faz com que a luz possa ser projetada e focalizada com absoluta precisão. O feixe do laser do CD PLAYER possui baixa voltagem com radiação infra vermelha, ou seja, não emite luz visível e têm potência de apenas um miliwatt.

O compact disc é um disco de material plástico (policarbonato) com 1.2mm de espessura, 12cm de diâmetro e 16g de peso com uma superfície refletora, na qual o laser é refletido.(LASER:Light Amplification by Stimulated Emission of radiation) assim o LASER é um amplificador de luz produzindo um feixe de luz condensada com altíssima intensidade.

O CD contém várias camadas. Primeiro para proteger os 8 trilhões de pits microscópicos da sujeira e danos, o CD dispõe de uma camada plástica protetora que permite a fácil penetração do raio laser. Logo abaixo um revestimento de alumínio refletivo contém os pits. Por fim, o disco apresenta um suporte transparente.

A camada protetora do lado do rotulo é bastante fina: somente 0,002mm. A figura abaixo mostra o CD em corte exibindo suas várias camadas. Observe como os como os pits contém informações binárias

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Leitura do disco

Os bits são prensados contra o disco prateado na forma de uma trilha de pits (rebaixos) em espiral. Eles são lidos durante a reprodução através de um raio laser de espessura microscópica. A leitura se inicia pelo centro, e segue em direção a borda. Durante a reprodução, o número de rotações do disco é reduzido de 500 para 200 rpm, a fim de manter uma velocidade de leitura constante. Os dados contidos no disco são convertidos em pulsos elétricos através da reflexão do raio laser em uma célula fotoelétrica.

Quando o raio laser atinge um land (salto), toda a sua luz é refletida e a fotocélula libera corrente. Quando o raio laser brilha sobre um pit, somente metade da intensidade da luz atinge a superfície; a outra metade segue para a parte profunda do pit. A diferença em altura entre os dois locais é de exatamente um quarto do comprimento da onda da luz do raio laser, de modo que o raio original é totalmente eliminado pela interferência entre o raio refletido da superfície do disco e o raio refletido o pit. Neste caso a fotocélula não produz corrente.

Como podemos ver na figura abaixo, a leitura deve ser bastante precisa pois a trilha do pits é 30 vezes mais fina que um único fio de cabelo humano. Em um disco compacto há 20.000 trilhas como mostradas no desenho abaixo:

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DAT SEMP TOSHIBA 23

RASTREAMENTO ( TRACKING )

No sistema 3 de feixes, o feixe principal é usado para leitura da informação gravada. Os 2 feixes secundários são usados para detectar erros de rastreamento. Para fazer isso desloca-se os feixes secundários em frente e atrás do feixe principal para que eles peguem ¼ de uma pista cada, conforme o exemplo 2 . Se o rastreamento for normal, os lados + e – do amplificador serão iguais, e a saída do amplificador será zero. Se porém os feixes estiverem fora de posição, exemplos 1 e 3, um dos feixes irá refletir mais luz do que o outro, e com isso a saída do amplificador será + ou -. Esta saída será aplicada ao sistema de servo para corrigir erros de rastreamento

FOCO

Para detectar e fazer correção do erro no sistema do FOCO, utiiliza-se o SISTEMA de ÓPTICA ASTIGMATISMO, quando o feixe de luz atravessa o conjunto de lentes, para atingir o disco, a luz refletida dependendo da distância entre as lentes e o disco será DIVERGENTE, PARALELA ou CONVERGENTE (ver as figuras abaixo). O feixe de luz voltando a atingir o espelho do PRISMA serão desviados para serem detectados pelos 4 FOTO – SENSORES usados. O resultado, ou seja, a soma de A+C e B+D será aplicado nas entradas de um APLIFICADOR DIFERENCIAL para ser usado na eventual correção de erros do FOCO .

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Tape Deck

Todos os sistemas de Tape Decks têm dois sistemas principais: o sistema mecânico para mover a fita além das cabeças, e o sistema eletrônico para gravar e reproduzir o sinal de áudio na fita magnética.

O Sistema Mecanico

O Sistema Eletrônico realiza o controle de velocidade com que o sinal de áudio da fita magnética deve ser gravado ou reproduzido e funções de acionamento; PLAY, REWIND, FAST FORWARD, STOP e PAUSE.

O Sistema eletrônico irá prover os circuitos necessários para reprodução e gravação do sinal de áudio, como também a geração do sinal AC de Bias (80khz), pois o sinal de áudio presente em fita magnética modula a portadora AC (Bias) de alta freqüência para reduzir distorções.

1. Braço Tensor

2. Rolo Livre

3. Guia

4. Cabeça Apagadora

5. Fita magnética

6. Cabeça Gravadora

7. Cabeça Reprodutora

8. Eixo pressionador

9. Rolo Pressor

Sinal de Áudio

Sinal de Áudio Modulando a

Sinal de Áudio sem Bias apresenta distorção.

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BARRAMENTO I2C

A maioria dos equipamentos atuais contém pelo menos uma unidade micro-controladora e um grupo de ICs, para armazenar, exibir e executar as funções dos circuitos canalógicos e digitais. Existem, é claro, muitas maneiras de interfacear estes circuitos com a unidade micro-controladora, pórem, seria um grande beneficio para o projeto do equipamento e também para o processo de produção se este interface fosse simples e padronizado.

O I2C-bus foi desenvolvido e estruturado para atender estas exigencias. Os dados são transferidos em ambas as direções até a taxa de 100kbits/s. Esta transmissão requer apenas duas linhas seriais; uma para os dados e outra para o clock. Desta forma, poucos terminais do micro - controlador são requeridos, e a construção da PCB também pode ser simplificada. Além disso o I2C-bus é na verdade um MULTI-MASTER capaz de controlar varios circuitos a ele conectados Com o intuito de evitar qualquer perda de informação contida nos dados seriais, o I2C-bus incorpora um endereço unificado para cada circuito integrado em específico, e um protocolo de barras executa um procedimento de decisão para definir as prioridades de controle. Quando um circuito integrado com clock rápido se comuninca com outro de clock lento, o protocolo sincroniza efetivamente o sistema definindo a fonte de clock.

O I2C-bus suporta um range relativamente grande de micro-controladores e periféricos fabricados em diversas tecnologias.

Um exemplo típico de configuração I2C-bus em televisores é dado na figura abaixo.

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CARACTERÍSTICAS GERAIS

Ambas as linhas SDA e SCL são bidirecionais e estão conectadas à alimentação via resistor PULL-UP ( veja figura abaixo ). Quando a barra está livre, ambas as linhas permanecem em nível H. O estágio de saída do IC conectado à barra deve possuir um coletor aberto ou um dreno aberto, para executar a função AND.

Os dados da linha SDA devem permanecer estáveis durante o período H dos pulsos de clock. Os níveis lógicos da linha de dados devem mudar de H para L ou de L para H, somente quando o sinal de clock da linha SCL estiver em nível L, conforme mostra a figura abaixo.

H = HIGHT (NÍVEL ALTO) L = LOW (NÍVEL BAIXO)

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MEMÓRIAS EEPROM

MEMÓRIA EEPROM é uma memória ROM que aceita ter seus dados apagados por um pulso elétrico e ser reprogramada novamente. As memórias EEPROM ou E2PROM utilizadas nos televisores possuem as seguintes características:

- Interface para o barramento I2C a fim de se comunicarem com o micro através das linhas SDA e SCL;

- Alimentação VCC de 5 volts;

- Um pino de Habilitação ou Proteção de Escrita (WP=Write Protect); - Pinos de endereçamento; A0, A1, A2.

O pino de Proteção de Escrita (WP), se houver e for mantido no nível lógico definido pelo fabricante, permitirá que os dados gravados ou escritos na memória sejam alterados, caso este pino for ligado ao nível lógico aposto, a operação ficará inibida. A maioria das EEPROMs utilizadas atualmente em televisores, monitores ou vídeo cassetes são de oito pinos. Os pinos de alimentação, terra e barramento I2C (SDA e SCL) na maioria são os mesmos, conforme a figura abaixo;

O tamanho destas memórias varia entre 1K e 16K, sendo todas de 8 bits. Algumas muito encontradas são conhecidas como:

(24 C 01) - (24 C 02) - (24 C 04) – (24 C 08)

Os números 01, 02, 04 e 08 significam que elas são de 1k, 2k, 4k e 8k, outro parâmetro importante é a velocidade de escrita (Write Speed). Por exemplo, as memórias 24C01B e 24C01C são iguais no que diz respeito ao tamanho, pois ambas são de 1K, entretanto a velocidade de escrita da primeira é de 10 (ms) e da segunda e 1 (ms)

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As duas letras que antecedem o código, indicam o fabricante da memória. Assim, AT 24C02 e X 24C02 são memórias iguais, sendo a primeira fabricada pela ATMEL e a segunda pela XICOR.

As EEPROMS constumam ter um pino de proteção de escrita conhecido como write protect, podendo esta proteção ser total ou apenas atuar em parte da memória, sendo detalhado por letras e numeros adicionais ao código. Como exemplo as memórias fabricadas pela ATMEL; AT24C02 e AT24C02A são ambas de 2 Kbits, entretanto a primeira tem proteção completa e a segunda proteção parcial na escrita.

Ao substituir uma EEPROM todos esses dados devem ser considerados!

As memórias EEPROMs saem da fábrica “vazias” ou virgens e ao serem colocadas no aparelho o micro se encarrega de armazenar os dados.

Certos programas de alguns micros não estão habilitados a realizar este armazenamento e por isso embora a memória tenha um código comercial comum, só poderá ser adquirida do fabricante pois já vem pré-gravada.

Em outros casos será necessário recorrer ao Menu de Serviço do aparelho para realizar o armazenamento de dados.

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DAT SEMP TOSHIBA 29

USB – UNIVERSAL SERIAL BUS

O USB (Universal Serial Bus) é um padrão de interconexão de equipamentos ao computador, e transfere os dados digitais de forma serial, bidirecionalmente. Através da conexão USB, pode-se acoplar ao computador scanners, impressoras, interfaces MIDI, interfaces para jogos, etc).

Uma das principais vantagens da conexão USB é permitir que a adição de um novo dispositivo seja feita de forma extremamente simples, bastando conectá-lo com o cabo ao computador, sem mesmo ter que desligar o computador! O sistema operacional detecta automaticamente o dispositivo e disponibiliza-o aos softwares aplicativos. Não é necessário se preocupar com interrupções (IRQ) ou endereços. O Windows tem suporte a USB desde a versão Win 95 OSR 2.5, e as placas-mãe de Pentium II em diante também já têm suporte físico para USB.

A conexão USB funciona como uma rede, com taxa de transferência da ordem de 1 Mb/s. Teoricamente, cada conexão ("hub") de USB pode ter até 127 dispositivos, sendo que a capacidade de corrente em cada conexão (cabo) é de até 500 mA.

USB 1.0 USB 2.0

Taxa de transferência (Mbps) 12 480

Máximo de dispositivos no barramento 127 127

comprimento máximo do cabo 30m 4,5m

CONEXÕES

Pin Sinal Descrição

1 VCC +5V

2 D- Data

-3 D+ Data + 4 GND Ground

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DESCRITIVO TÉCNICO

LINHA MS 75XX

POTÊNCIA ANÁLOGICO DIGITAL MÉDIA

MS7503CD X X X X X 38WRMS MS7506CD X X X X X 60WRMS MS7510MP3 X X X X X X 100WRMS MS7513MP3 X X X X X X 120WRMS MS7520MU X X X X X X 200WRMS MS7530MU X X X X X X 300WRMS MS7540MUS X X X X X X 400WRMS MC855MP3 X X X X X X 100WRMS

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DIAGRAMA EM BLOCOS MS 75XX

O diagrama em blocos apresenta uma visão geral do interfaceamento dos modulos contidos no aparelho, para a comutação do sinal de áudio vindo das etapas do CD, Tuner, auxiliar e USB a etapa de funções onde se encontra o IC 601 é fundamental para o interfaceamento com o estágio de amplificação. Como também o micro IC701 para o gerenciamento dos sinais de controle para o perfeito funcionamento do aparelho.

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Ao ligar o aparelho na rede AC, será inicializado o modo Demonstração conforme a rotina abaixo. Após encerrada a apresentação o aparelho se desligará automaticamente permanecendo na condição stand-by.

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FONTE DE ALIMENTAÇÃO – MS 75XX

CIRCUITO REGULADOR PRINCIPAL

O circuito integrado IC901 é constituído por 4 reguladores de tensão. A partir que se tenha uma alimentação nos pinos 2 e 10 ( de 12V) teremos no pino 3 uma tensão constante de 5,6V, que irá disparar e manter as tensões dos reguladores de 12V(B) pino 1 e 8,6V pino 9, sendo que o regulador de 12V(A) é o único que recebe comando de Power-ON (PW_ON) para o acionamento que é feito pelo pino 7.

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POWER ON

+12V APÓS POWER ON

TENSÕES CONSTANTES, NÃO SÃO COMUTADAS POR POWER ON

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ALIMENTAÇÃO DO FILAMENTO E CATODO DO DISPLAY.

O estágio que alimenta o filamento é composto pelo resistores HR918/HR919 que recebem alimentação AC, proveniente do transformador da fonte, os diodos HZ904/905 e o resistor HR925 irão manter a queda de tensão entre catodo e os terminais do filamento em 10VDC, se a tensão entre filamento e catodo se elevar por falha deste circuito o display não acendera.

A tensão de catodo do display fluorescente –VPP é fornecida pelo circuito retificador e regulador composto por QH905, HZ903 e HD902/903. Para a alimentação do catodo do display será disponibilizada uma tensão de

A tensão de –12V(SW) é disponibilizada em função da tensão de Power ON que irá saturar na sequência os transistores HQ904/HQ903/HQ902 e Q901.

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DAT SEMP TOSHIBA 35

MICROCONTROLADOR CPU

A CPU IC701 é o grande maestro da linha MS é ela que recebe as informações de teclado e que destina instruções para todos os circuitos do produto, é ela também que recebe informações de status do diversos circuitos o interpreta para executar uma nova função.

Para que a CPU funcione corretamente existem quatro circuitos que necessariamente devem estar em perfeito funcionamento são eles: a alimentação do sistema (VDD), Clock do sistema, oscilador de relógio e o RESET.

VCC VDD VDD VDD POWER ON - VPP (CATODO) RESET CRISTAL XC 702 32,768kHz CRISTAL XC 701 10,00M

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RESET

Ao ligar o produto o anodo do HD707 recebe +5V da linha VCC que chega ao terminal positivo do CE701 que inicialmente encontra-se descarregado no momento inicial de carga vai funcionar como um curto, mantendo até sua carga o transistor HQ701 saturado e conseqüentemente o seu coletor a nível lógico 0 (linha RESET).

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DAT SEMP TOSHIBA 37

A Linha MS possui dois osciladores. Um é o XC701 de 10 MHZ responsável pelo clock do sistema que vai sincronizar todos as funções e circuitos do produto que está ligado aos pinos 12 e 13 do IC701. O XC702 de 32.768Khz tem como função apenas o clock do relógio, usado para timer que está ligado aos pinos 15 e 16 do IC701. Apesar de ter uma função exclusiva de timer e relógio dentro da estrutura do software da CPU a ausência do oscilador não permite que o sistema funcione.

POWER ON

Após receber a alimentação de VCC, RESET e sinais de relógio, O MICRO IC701 estará apto a disponibilizar pelo pino 91 a informação de POWER ON, aproximadamente 4,5VDC. A tensão de POWER ON, irá habilitar na fonte principal as tensões de; +12V(SW) e –12V(SW). Irá também habilitar a alimentação DC dos LED’s de função do painel frontal.

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INICIALIZAÇÃO DO REGULADOR DA FONTE IC901

O micro IC701 recebe alimentação de 5,6VDC, RESET E CLOCK e disponibiliza se solicitado o sinal de Power On.

IC 901 P O W E R O N

Regulador da fonte - IC901

Ao ligar o aparelho na rede AC, os pinos 2 e 10 são aliment ados por 12VDC.

5,6 vdc é disponibilizado no Pino 3 3 IC 701VCC RESET Reg. 12,0 VDC 5 Ativado a partir 1 da fonte de 5,6V +12V(UNSW) CD / PRÉ Reg. 8,6 VDC 8 Ativado a partir 9 da fonte de 5,6V +8,6V(CD_ON) CD (Reg/Servos/Driver) Reg. 8,6 VDC 9 +8,6V(CD_ON) CD (Reg/Servos/Driver) Reg. 12,0 VDC 7 11

Ativado pelo powe r on do micro IC701

+12,0V(SW) PRÉ / AMPL

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DISPLAY

Para o acionamento do display é necessário alimentar o filamento, pinos 1,2,3 e 38,38,39 do display, com uma tensão de cerca de 5,1VAC, esta tensão é obtida diretamente do transformador de força em enrolamento próprio. Para a alimentação do catodo é utilizada uma fonte própria formada pelo regulador de (–VPP), que fornecerá a tensão de ( –30V DC ) aplicada ao pino 51 do MICRO IC701, que atuará como decodificador e acionará os pinos GRD1 a GRD15 e os de segmento SEG1 a SEG18, para apresentar os caracteres no Display.

CONEXÕES E TENSÕES DE ALIMENTAÇÃO DO DISPLAY

*IMPORTANTE:

É MUITO DIFICÍL O DISPLAY ESTAR DANIFICADO, ANTES DE SUBSTITUI-LO VERIFIQUE TODOS OS ITENS DESCRITOS ACIMA!

DIFERENCA DE 10,0 VDC ENTRE TERMINAL DE CATODO E UM DOS TERMINAIS DE FILAMENTO.

RESISTOR HR925 ALTERADO OU ZENER

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CONTROLE DE VOLUME

O controle de volume é feito através da chave rotativa VR701 que aumenta e reduz o volume em função da seqüência de pinos que são aterrados os pinos 68 e 69 do IC701 girando o botão do volume no sentido horário o pino 68 será aterrado primeiro que o pino 69 e o inverso ocorrendo quando invertermos o sentido dessa forma indicando a CPU que o volume deve ser aumentado ou abaixado.

CONTROLE DA FUNÇÃO JOG

A função JOG realizada pela chave rotativa VR702 irá avançar e retroceder Faixas no MODO CD / MP3 / USB. No MODO TUNER irá selecionar emissoras de rádio memorizadas, com ação nos pinos 1 e 2 do IC701.

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ACIONAMENTO DOS LED’S DE FUNÇÃO

O circuito abaixo é responsável pelo acionamento dos leds de função. Ao ligarmos o produto a linha PWR_ON é acionada jogando 5V na base do HQ723 saturando-o, e aterrando a base do HQ724 saturando-o e alimentando o anodo dos leds verdes que ficam permanentemente ligados a partir daí.

Ao pressionar o teclado a CPU (IC701) enviará uma seqüência de comandos para o IC704 que colocará em nível lógico 0 o pino referente a função selecionado. Observe que no Esquema elétrico a função selecionada é a AUX pois está em nível lógico 0 dessa forma seguindo o pino 5 joga a base do HQ714 para nível lógico baixo saturando-o e alimentando o LD706 e acendendo assim o LED vermelho. Observe que o LED verde permanece sempre ligado. Para as outras funções o funcionamento é equivalente.

+12V POWER ON P/ DRIVES DE COMUNICAÇÃO DE DADOS

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ANALISADOR DE ESPECTRO (GRAPHIC EQUALIZER)

O IC703 é responsável por toda a multiplexação do sinal do analisador de espectro, pelo pino 5 áudio In, entra uma referência L+R do sinal de áudio. Este sinal será transformado em um sinal digital com saída no pino 3, e vai para o pino 23 do IC701, que decodificará o sinal recebido e acionará o respectivo segmento do display. Pelo pino 4 (STROBE) é Realizado a seleção dos filtros de entrada em (100HZ; 330HZ; 1KHZ; 3,3KHZ e 10KHZ), esse controle vem do pino 79 do IC701. O pino 7 (RESET) é efetuado pelo pino 78 do Micro IC701.

INTERFACEAMENTO COM MEMÓRIA EPROM

IC 702 é uma memória Eprom, que contemplará rotinas de inicialização e controle do Micro IC701, o interfaceamento é através de barramento I2c, no IC 702 pinos 5(SDA) e 6(SCL) para o Micro IC701 pinos 80 (SCL) e 81(SDA).

P/ PINO 80 DO IC701 P/ PINO 81 DO IC701

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DRIVES DE COMUNICAÇÃO DE DADOS

No circuito abaixo temos 3 transistores polarizados em base comum com o intuito de amplificar o sinal com baixa impedância de saída, por este circuito passam os sinais de REG_CK, REG_DA e REG_DA que é uma linha de comunicação onde os pulsos que chegam aos emissores dos transistores (nível de 5V) são amplificados para o nível de 12V compatibilizando a saída da CPU às entradas dos expansores de portas de IC701(BU4094).

SAÍDA DE FONE DE OUVIDO

A saída de fone possui um amplificador operacional que independente dos estágios de saída, fornece sinal suficiente para excitá-los ao conectar os fones o mute do sinal de Potência é acionado e os reles são abertos desligando assim os sistemas das caixas acústicas, dessa forma somente os fones funcionam. Quando os fones são retirados os os transistores HQ751, HQ752, HQ753 e HQ754 são saturados, inibindo assim a saída de fone. +12V_UNSW IC 704 Pino 85 de IC701 Pino 86 de IC701 Pino 88 de IC701 vcc

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PRÉ AMPLIFICADOR DO MICROFONE

O etapa responsável pela pré amplificação do sinal de áudio, proveniente do microfone é composta pelo IC352 (NJM4558) e seus periféricos, após esta etapa o sinal do microfone será enviado a PCI de Funções.

P/ PCI FUNÇÕES

O sinal proveniente do Microfone é pré amplificado pelo IC352, através de dois amplificadores operacionais conforme indicado na Figura acima.

Os transistores HQ355 e HQ356, estão numa configuração de realimentação entre entrada e saída do sinal de audio no IC352, para determinar o ganho do circuito pré amplificador.