MONITORES TACTILES

MONITORES TACTILES
¿Cómo funciona?:Pantallas y ratones táctiles o "touchpad"
Muchos ordenadores portátiles usan el llamado "touchpad" como ratón. Se trata de una pequeña superficie sobre la que desplazamos un dedo con la que controlamos el movimiento del cursor en la pantalla. También habremos visto las pantallas táctiles, tocando con un dedo sobre la pantalla simula la pulsación de botones. Aquí veremos brevemente cómo funcionan estos dispositivos.
Existen varias tecnologías para implementar los sistemas táctiles, cada una basada en diferentes fenómenos y con distintas aplicaciones. Los sistemas táctiles más importantes son:
Pantallas táctiles por infrarrojos
Pantallas táctiles resistivas
Pantallas táctiles y touchpad capacitivos
Pantallas táctiles de onda acústica superficial, (SAW)
Infrarrojos
El sistema más antiguo y fácil de entender es el sistema de infrarrojos. En los bordes de la pantalla, en la carcasa de la misma, existen unos emisores y receptores de infrarrojos. En un lado de la pantalla están los emisores y en el contrario los receptores. Tenemos una matriz de rayos infrarrojos vertical y horizontal. Al pulsar con el dedo o con cualquier objeto, sobre la pantalla interrumpimos un haz infrarrojo vertical y otro horizontal. El ordenador detecta que rayos han sido interrumpidos, conoce de este modo dónde hemos pulsado y actúa en consecuencia.
Este sistema tiene la ventaja de la simplicidad y de no oscurecer la pantalla, pero tiene claras desventajas: son caras y voluminosas, muy sensibles a la suciedad y pueden detectar fácilmente falsas pulsaciones (una mosca que se pose, por ejemplo).
Pantallas táctiles resistivas
Es un tipo de pantallas táctiles muy usado. La pantalla táctil propiamente dicha está formada por dos capas de material conductor transparente, con una cierta resistencia a la corriente eléctrica, y con una separación entre las dos capas. Cuando se toca la capa exterior se produce un contacto entre las dos capas conductoras. Un sistema electrónico detecta el contacto y midiendo la resistencia puede calcular el punto de contacto.
Hay varios tipos de pantallas resistivas según el número de hilos conductores que usan, entre cuatro y ocho. Todas se basan en el mismo sistema. Veamos detenidamente el proceso.
Cada capa conductora tratada con un material conductor resistivo transparente, normalmente óxido de indio y estaño (In2O3)9(SnO2), tiene una barra conductora en dos lados opuestos como en la figura. Una de las capas sirve para medir la posición en el eje X y la otra en el eje Y.
Conectamos la entrada X+ a un convertidor analógico-digital. Ponemos una tensión entre los terminales Y+ Y- El convertidor analógico-digital digitaliza la tensión analógica generada al pulsar sobre la pantalla. Un microprocesador medirá esta tensión y calculará la coordenada "X" del punto de contacto.
Después conectamos al convertidor analógico-digital el terminal Y+ y una tensión continua entre los terminales X+ y X- y repetimos el mismo proceso para calcular la coordenada "Y" del punto de contacto.
En algunos tipos de pantalla se puede medir además la coordenada Z o presión que se ha ejercido sobre la pantalla táctil. Para esto hay que conocer la resistencia de cada "plato". Para este tipo de medidas más complejas se necesitan más terminales para calibrar la pantalla, ya que la resistencia de los "platos" varía con la temperatura ambiente.
Las pantallas táctiles resistivas tienen la ventaja de que pueden ser usadas con cualquier objeto, un dedo, un lápiz, un dedo con guantes, etc. Son económicas, fiables y versátiles. Por el contrario al usar varias capas de material transparente sobre la propia pantalla, se pierde bastante luminosidad. Por otro lado el tratamiento conductor de la pantalla táctil es sensible a la luz ultravioleta, de tal forma que con el tiempo se degrada y pierde flexibilidad y transparencia.
"Touchpad" capacitivos
Son los utilizados normalmente en los ordenadores portátiles para suplir al ratón. El touchpad está formado por una rejilla de dos capas de tiras de electrodos, una vertical y otra horizontal, separadas por un aislante y conectadas a un sofisticado circuito. El circuito se encarga de medir la capacidad mutua entre cada electrodo vertical y cada electrodo horizontal. Un dedo situado cerca de la intersección de dos electrodos modifica la capacidad mutua entre ellos al modificarse las propiedades dieléctricas de su entorno. El dedo tiene unas propiedades dieléctricas muy diferentes a las del aire.
La posición del dedo se calcula con precisión basándose en las variaciones de la capacidad mutua en varios puntos hasta determinar el centroide de la superficie de contacto. La resolución de este sistema es impresionante, hasta 1/40 mm. Además se puede medir también la presión que se hace con el dedo. No se pueden usar lápices u otros materiales no conductores como punteros. Es muy resistente al entorno, soporta perfectamente polvo, humedad, electricidad estática, etc. Además es ligero, fino y puede ser flexible o transparente.
Pantallas táctiles capacitivas
En estas pantallas se añade una capa conductora al cristal del propio tubo. Se aplica una tensión en cada una de las cuatro esquinas de la pantalla. Una capa que almacena cargas se sitúa sobre el cristal del monitor. Cuando un usuario toca el monitor algunas cargas se transfieren al usuario, de tal forma que la carga en la capa capacitiva se decrementa. Este decrecimiento se mide en los circuitos situados en cada esquina del monitor. El ordenador calcula, por la diferencia de carga entre cada esquina, el sitio concreto donde se tocó y envía la información al software de control de la pantalla táctil. La principal ventaja de este sistema es que, al tener menos capas sobre el monitor, la visibilidad de la pantalla mejora y la imagen se ve más clara.
Pantallas táctiles de onda acústica superficial (SAW)
A través de la superficie del cristal se transmiten dos ondas acústicas inaudibles para el hombre. Una de las hondas se transmite horizontalmente y la otra verticalmente. Cada onda se dispersa por la superficie de la pantalla rebotando en unos reflectores acústicos.
Las ondas acústicas no se transmiten de forma continua, sino por trenes de impulsos. Dos detectores reciben las ondas, uno por cada eje. Se conoce el tiempo de propagación de cada onda acústica en cada trayecto. Cuando el usuario toca con su dedo en la superficie de la pantalla, el dedo absorbe una parte de la potencia acústica, atenuando la energía de la onda. El circuito controlador mide el momento en que recibe una onda atenuada y determina las coordenadas del punto de contacto.
Además de las coordenadas X e Y, la tecnología SAW es capaz de detectar el eje Z, la profundidad, o la presión aproximada que se ha ejercido con el dedo, puesto que la atenuación será mayor cuanta más presión se ejerza.

MONITORES HOLOGRAFICOS

Un paso hacia los monitores holográficos Un equipo de investigadores ha desarrollado un polímero en el que se pueden grabar y borrar hologramas. Una película de este polímero soporta varios centenares de ciclos de grabación y borrado.
Tradicionalmente, la creación de hologramas es un proceso lento y complejo que involucra el uso de múltiples láseres para obtener una imagen fija. Esta dificultad para crear hologramas ha limitado considerablemente sus aplicaciones prácticas.
Ahora, Savas Tay, investigador de la Universidad de Arizona, ha desarrollado un material en el que es posible grabar y borrar hologramas de una forma muy rápida; en las pruebas, el material ha demostrado ser capaz de soportar varios centenares de ciclos de grabación y borrado. Ademas, Savas ha desarrollado un procedimiento automatizado de grabación y borrado, que permite utilizar su película como una suerte de monitor de televisión.
Esta tecnología permitirá utilizar la holografía en terrenos como la medicina, donde el cirujano podrá valerse de una pantalla de este tipo para guiarse durante la operación, o en el desarrollo de medicamentos, donde el uso de hologramas puede facilitar el análisis de las interacciones entre las moléculas.

La holografía es una técnica avanzada de fotografía, que consiste en crear imágenes tridimensionales. Para esto se utiliza un rayo láser, que graba microscópicamente una película fotosensible. Ésta, al recibir la luz desde la perspectiva adecuada, proyecta una imagen en tres dimensiones.

MONITORES OLED

MONITORES OLED
Diodo orgánico de emisión de luz



Presentación de OLED
Un diodo orgánico de emisión de luz, también conocido como OLED (acrónimo del inglés: Organic Light-Emitting Diode), es un diodo que se basa en una capa electroluminiscente formada por una película de componentes orgánicos que reaccionan, a una determinada estimulación eléctrica, generando y emitiendo luz por sí mismos.
Existen muchas tecnologías OLED diferentes, tantas como la gran diversidad de estructuras (y materiales) que se han podido idear (e implementar) para contener y mantener la capa electroluminiscente, así como según el tipo de componentes orgánicos utilizados.
Las principales ventajas de los OLEDs son: menor coste, mayor escalabilidad, mayor rango de colores, más contrastes y brillos, mayor ángulo de visión, menor consumo y, en algunas tecnologías, flexibilidad. Pero la degradación de los materiales OLED han limitado su uso por el momento. Actualmente se está investigando para dar solución a los problemas derivados, hecho que hará de los OLEDs una tecnología que puede reemplazar la actual hegemonía de las pantallas LCD (TFT) y de la pantalla de plasma.
Por todo ello, OLED puede y podrá ser usado en todo tipo de aplicaciones: pantallas de televisión, pantalla de ordenador, pantallas de dispositivos portátiles (teléfonos móviles, PDAs, reproductores MP3...), indicadores de información o de aviso, etc. con formatos que bajo cualquier diseño irán desde unas dimensiones pequeñas (2") hasta enormes tamaños (equivalentes a los que se están consiguiendo con LCD). Mediante los OLEDs también se pueden crear grandes o pequeños carteles de publicidad, así como fuentes de luz para iluminar espacios generales. Además, algunas tecnologías OLED tienen la capacidad de tener una estructura flexible, lo que ya ha dado lugar a desarrollar pantallas plegables, y en el futuro quizá pantallas sobre ropa y tejidos, etc.

Historia



Prototipo de pantalla OLED de 3,8 cm de diagonal
La electroluminiscencia en materiales orgánicos fue producida en los años 50 por Bernanose y sus colaboradores.[1]
En un artículo de 1977, del Journal of the Chemical Society, Shirakawa et al. comunicaron el descubrimiento de una alta conductividad en poliacetileno dopado con yodo.[2] Heeger, MacDiarmid & Shirakawa recibieron el premio Nobel de química de 2000 por el "descubrimiento y desarrollo de conductividad en polímeros orgánicos".[3]
En un artículo de 1990, de la revista Nature, Burroughs et al. comunicaron el desarrollo de un polímero de emisión de luz verde con una alta eficiencia.[4]
Estructura básica
Un OLED está compuesto por dos finas capas orgánicas: capa de emisión y capa de conducción, que a la vez están comprendidas entre una fina película que hace de terminal ánodo y otra igual que hace de cátodo. En general estas capas están hechas de moléculas o polímeros que conducen la electricidad. Sus niveles de conductividad eléctrica van desde los niveles aisladores hasta los conductores, y por ello se llaman semiconductores orgánicos (ver polímero semiconductor).
La elección de los materiales orgánicos y la estructura de las capas determinan las características de funcionamiento del dispositivo: color emitido, tiempo de vida y eficiencia energética.


Estructura básica de un OLED
Principio de funcionamiento
Se aplica voltaje a través del OLED de manera que el ánodo es positivo respecto del cátodo. Esto causa una corriente de electrones que fluye en este sentido. Así, el cátodo da electrones a la capa de emisión y el ánodo los sustrae de la capa de conducción.
Seguidamente, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente (por exceso de electrones), mientras que la capa de conducción se carga con huecos (por carencia de electrones). Las fuerzas electroestáticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habría recombinación y el dispositivo no funcionaría). Esto sucede más cercanamente a la capa de emisión, porque en los semiconductores orgánicos los huecos son más movidos que los electrones (no ocurre así en los semiconductores inorgánicos).
La recombinación es el fenómeno en el que un átomo atrapa un electrón. Dicho electrón pasa de una capa energética mayor a otra menor, liberándose una energía igual a la diferencia entre energías inicial y final, en forma de fotón.
La recombinación causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en la región visible, y se observa un punto de luz en un color determinado. La suma de muchas de estas recombinaciones que ocurren de forma simultánea es lo que llamaríamos imagen.


Principio de funcionamiento de OLED: 1. Cátodo (-), 2. Capa de emisión, 3. Emisión de radiación (luz), 4 . Capa de conducción, 5. Ánodo (+)
Tecnologías relacionadas
SM-OLED (Small-molecule OLED)
Los SM-OLEDs se basan en una tecnología desarrollada por la compañía Eastman Kodak. La producción de pantallas con pequeñas moléculas requiere una deposición en el vacío de las moléculas que se consigue con un proceso de producción mucho más caro que con otras técnicas (como las siguientes). Típicamente se utilizan sustratos de vidrio para hacer el vacío, pero esto quita la flexibilidad a las pantallas aunque las moléculas sí lo sean.
PLED (Polymer Light-Emitting Diodes)
Los PLEDs o LEPs (Light-Emitting Polymers) han sido desarrollados por la Cambridge Display Technology. Se basan en un polímero conductivo electroluminiscente que emite luz cuando le recorre una corriente eléctrica. Se utiliza una película de sustrato muy delgada y se obtiene una pantalla de gran intensidad de color que requiere relativamente muy poca energía en comparación con la luz emitida. El vacío, a diferencia de los SM-OLED, no es necesario y los polímeros pueden aplicarse sobre el sustrato mediante una técnica derivada de la “impresión de rayo comercial” (llamada inkjet en inglés). El sustrato usado puede ser flexible, como un plástico PET. Con todo ello, los PLEDs pueden ser producidos de manera económica.
TOLED (Transparent OLED)
Los TOLEDs usan un terminal transparente para crear pantallas que pueden emitir en su cara de delante, en la de atrás, o en ambas consiguiendo ser transparentes. Los TOLEDs pueden mejorar enormemente el contraste con el entorno, haciendo mucho más fácil el poder ver las pantallas con la luz del sol.
SOLED (Stacked OLED)
Los SOLEDs utilizan una arquitectura de píxel novedosa que se basa en almacenar subpíxeles rojos, verdes y azules, unos encima de otros en vez de disponerlos a los lados como sucede de manera normal en los CRTs y LCDs. Las mejoras en la resolución de las pantallas se triplican y se realza por completo la calidad del color.
Implementación en matrices
A parte de las tecnologías anteriores, las pantallas OLED pueden ser activadas a través de un método de conducción de la corriente por matriz que puede tener dos esquemas diferentes y da lugar a las tecnologías PMOLED y AMOLED.
PMOLED (Passive-matrix OLED)
Los PMOLEDs tienen pistas de cátodos, pistas de ánodos (perpendiculares a las de cátodos) y en el intermedio capas orgánicas. Las intersecciones entre cátodos y ánodos componen los píxels donde la luz se emite. Una circuitería externa aplica corriente a las pistas adecuadas, determinando qué píxeles se encenderán y cuáles permanecerán apagados. Nuevamente, el brillo de cada píxel es proporcional a la cantidad de corriente aplicada, que se distribuye de manera uniforme en todos los píxeles (N píxeles alimentados cada uno con 1/N de la corriente aplicada).
Los PMOLEDs son fáciles de construir, pero consumen más potencia que otros tipos de OLEDs, principalmente debido a la potencia necesaria para la circuitería externa y el consumo que requiere la iluminación variable de los píxels. Los PMOLEDs son los más eficientes para visualizar texto e iconos, y adquieren su mejor funcionamiento en dimensiones más pequeñas de 2” o 3” de diagonal, o con menos de unas 100 filas. Los PMOLEDs se convierten así en los más adecuados para aplicaciones de pequeñas pantallas, como las que se encuentran en teléfonos móviles, PDAs y reproductores MP3. Además, los PMOLEDs consumen menos batería que los actuales LCDs que se están usando en estos dispositivos.
AMOLED (Active-matrix OLED)
Los AMOLEDs tienen capas completas de cátodo, moléculas orgánicas y de ánodo. Sobre la capa de ánodo se sobrepone una matriz de transistores de película fina (Thin Film Transistor, TFT). La matriz TFT es la circuitería que determina qué píxeles encender para formar la imagen.
Los AMOLEDs consumen menos potencia que los PMOLEDs porque la matriz TFT requiere menos potencia que una circuitería externa. Así, los AMOLEDs son más eficientes y consiguen tener unas velocidades de refresco más rápidas, ideales para vídeo. Las mejores aplicaciones donde se sitúan los AMOLEDs son monitores de ordenador, grandes pantallas de televisión y, si el precio es permisivo, grandes carteles electrónicos.
Principales ventajas
Los OLEDs ofrecen muchas ventajas en comparación con los LCDs, LEDs y pantallas de plasma.
Más delgados y flexibles. Por una parte, las capas orgánicas de polímeros o moléculas de los OLEDs son más delgadas, luminosas y mucho más flexibles que las capas cristalinas de un LED o LCD. Por otra parte, en algunas tecnologías el sustrato de impresión de los OLEDs puede ser el plástico, que ofrece flexibilidad frente a la rigidez del cristal que da soporte a los LCDs o pantallas de plasma.
Más económicos, en el futuro. En general, los elementos orgánicos y los sustratos de plástico serán mucho más económicos. También, los procesos de fabricación de OLEDs pueden utilizar conocidas tecnologías de impresión de tinta (en inglés, conocida como inkjet), hecho que disminuirá los costes de producción.
Más brillo y contrastes. Los píxeles de OLED emiten luz directamente. Por eso, respecto los LCDs posibilitan un rango más grande de colores, más brillo y contrastes, y más ángulo de visión.
Menos consumo de energía. Los OLEDs no necesitan la tecnología backlight, es decir, un elemento OLED apagado realmente no produce luz y no consume energía, a diferencia de los LCDs que no pueden mostrar un verdadero “negro” y lo componen con luz consumiendo energía continuamente. Así, los OLEDs muestran imágenes con menos potencia de luz, y cuando son alimentados desde una batería pueden operar largamente con la misma carga.
Más escalabilidad y nuevas aplicaciones. La capacidad futura de poder escalar las pantallas a grandes dimensiones hasta ahora ya conseguidas por los LCDs y, sobre todo, poder enrollar y doblar las pantallas en algunas de las tecnologías OLED que lo permiten, abre las puertas a todo un mundo de nuevas aplicaciones que están por llegar.
Desventajas y problemas actuales
Tiempos de vida cortos. Las capas OLED verdes y rojas tienen largos tiempos de vida (10.000 a 40.000 horas), pero actualmente las azules tienen mucha menos duración (sólo 1.000 horas).
Proceso de fabricación caro. Actualmente la mayoría de tecnologías OLED están en proceso de investigación, y los procesos de fabricación (sobre todo inicialmente) son económicamente elevados, a no ser que se apueste por un diseño que se utilice en economías de escala.
Agua. El agua puede fácilmente estropear permanentemente los OLEDs.
Impacto medioambiental. Los componentes orgánicos (moléculas y polímeros) se ha visto que son difíciles de reciclar (alto coste, complejas técnicas). Ello puede causar un impacto al medio ambiente muy negativo en el futuro.
Más allá
En la actualidad existen investigaciones para desarrollar una nueva versión del LED orgánico que no sólo emita luz, sino que también recoja la energía solar para producir electricidad. De momento no hay ninguna fecha para su comercialización, pero ya se está hablando de cómo hacerlo para su fabricación masiva. Con esta tecnología se podrían construir todo tipo de pequeños aparatos eléctricos que mediante su propio display se podrían autoabastecer de energía.

MONITORES SED

¿Cómo funciona SED?
SED funciona de un modo parecido al tradicional tubo de rayos catódicos (CRT), a través de la emisión de electrones que excitan una capa de fósforo, proyectando luz y mostrando la imagen. La diferencia entre SED y CRT es que mientras CRT utiliza un solo tubo para proyectar los electrones, SED tiene tantos mini-proyectores como puntos de luz en pantalla.
Cada uno de estos puntos de luz o subpíxeles está formado por un pequeño panel de cristal cubierto de fósforo y conectado a un conductor. Detrás de este panel hay un pequeño espacio y el transmisor que envía los electrones cuando recibe corriente. Al no tener que utilizar el tubo, la profundidad del televisor puede ser mucho menor que en un CRT
Ventajas de SED
Si combinamos las ventajas del LCD y del CRT, ¿qué obtenemos? Las ventajas de SED. Mientras que los monitores LCD compiten por ofrecer un tiempo de respuesta cada vez más bajo que, hoy en día, puede estar entre los 2 y los 3 milisegundos, el SED ofrece un tiempo de respuesta inferior a 1 milisegundo, lo que permite mostrar imágenes más claras y con más definición.
El ángulo de visión que ofrece SED es de 180 grados, es decir, que podemos ver las imágenes desde cualquier lugar que miremos a la pantalla (desde detrás no, claro). Además, el ratio de contraste es de 100000:1 y el nivel de negro es muy bueno, al contrario que muchos LCDs que no muestran un negro completo, sino un poco aclarado.
Además, el consumo energético de SED es mucho menor que el del plasma, cosa buena para el medioambiente y para nuestros bolsillos.
¿Para cuando?
SED ha sido desarrollado por Toshiba y Canon, que ya han presentado los primeros modelos experimentales con esta tecnología. Mientras que Canon hizo una primera demostración en Octubre en París, Toshiba ha presentado algunos prototipos en el CES, con un tamaño de 42 pulgadas, aunque se rumorea que serán sustituidos por otros con tamaños de 55 pulgadas.
Es probable que a finales de este año o a principios de 2007 se pongan a la venta los primeros modelos de monitor con esta tecnología y, en 2007, los primeros televisores. Por lo que respecta al precio las compañías no quieren decir nada, aunque en un principio debería ser similar al de los LCD del mismo tamaño, aunque también se rumorea que su fabricación a gran escala podría hacerlos aun más baratos.
SED. El Panel SED es un tipo de panel visualizador para pantallas planas caracterizado por usar la tecnología de las pantallas de tubo tradicionales (CRT) para cada uno de los puntos (píxeles) mostrados en pantalla. Cada pixel es un micro tubo de rayos catódicos. En principio, este tipo de paneles ofrece las ventajas de los tubos de imagen y los TFT, sin los defectos de ambos. De esta manera se consigue mejorar el contraste y el ángulo de visión sin aumentar el consumo. También permite ampliar las dimensiones de la pantalla con respecto a las pantallas de tecnología TFT o las de plasma. El proyecto ha sido desarrollado conjuntamente por Canon y Toshiba.

PLASMA

Plasma (estado de la materia)

En física y química, se dice plasma a un gas constituído por partículas cargadas (iones) libres y cuya dinámica presenta efectos colectivos dominados por las interacciones electromagnéticas de largo alcance entre las mismas. Con frecuencia se habla del plasma como un estado de agregación de la materia con características propias, diferenciándolo de este modo del estado gaseoso, en el que no existen efectos colectivos importantes.


Una lámpara de plasma.

Historia


Electrodo central de una lámpara de plasma.


El estado de agregación conocido hoy día como plasma fue identificado por primera vez por Sir William Crookes en su Tubo Crookes en 1879, y él lo denomina "materia radiante". Posteriormente fue identificado y estudiado el mismo fenómeno en los experimentos de Thompson con rayos catódicos, durante 1897. El primero en proponer la denominación actual de "plasma" fue Irving Langmuir en 1928,[1] , probablemente porque le recordaba al plasma sanguíneo[2] Langmuir escribe:
Excepto en la proximidad de los electrodos, donde hay unos pocos electrones, el gas ionizado contiene electrones e iones en prácticamente el mismo número, de manera que la carga espacial resultante es muy baja. Podemos usar el nombre de plasma para describir esta región con una carga equilibrada de iones y electrones"[1]
La disciplina de Alfvén en honor al físico sueco Hannes Alfvén, fueron introducidas por él mismo en 1942. Esta aportación fue premiada con el premio Nobel de física en 1970, único premio Nobel concedido hasta hoy por trabajos en la física del plasma.
Tras la Segunda Guerra Mundial el creciente interés en desarrollar reactores de fusión que proporcionaran una energía limpia, segura y barata alimentó un rápido avance de la física del plasma, esencial para entender el comportamiento de un gas a las altas temperaturas necesarias en el interior de tales dispositivos. A pesar del optimismo inicial, la fusión nuclear aún no ha logrado cumplir sus promesas, principalmente debido a la existencia de inestabilidades antes desconocidas en el plasma. Sin embargo, la comunidad científica espera que el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) logre eliminar tales inestabilidades y opere sostenidamente en condiciones energéticamente rentables de fusión.
Actualmente la física del plasma es una disciplina madura y extensa. Sus herramientas son imprescindibles en la investigación astrofísica y geofísica; sus aplicaciones tienen una gran importancia económica y van desde la mencionada fusión nuclear hasta el tratamiento de materiales mediante descargas eléctricas. Otros usos industriales son el grabado de circuitos electrónicos, la modificación superficial de plásticos y cerámicos, la soldadura y el corte de metales, o la purificación de emisiones contaminantes.
Parámetros de un plasma
Puesto que existen plasmas en contextos muy diferentes y con características muy diversas, la primera tarea de la física del plasma es definir apropiadamente los parámetros que deciden el comportamiento de un plasma. El conocimiento de estos parámetros permite al investigador escoger la descripción más apropiada para su sistema. Los principales parámetros son los siguientes:
Neutralidad y especies presentes
Generalmente un plasma está formado por igual número de cargas positivas y negativas, lo que anula la carga total del sistema. En tal caso se habla de un plasma neutro o casi-neutro. También existen plasmas no neutros o inestables, como el flujo de electrones dentro de un acelerador de partículas, pero requieren algún tipo de confinamiento externo para vencer las fuerzas de repulsión electrostática.
Los plasmas más comunes son los formados por electrones e iones. En general puede haber varias especies de iones dentro del plasma, como moléculas ionizadas positivas (cationes) y otras que han capturado un electrón y portan una carga negativa (aniones).
Longitudes
La longitud de Debye o de apantallamiento electromagnético.
La frecuencia de plasma
Así como la longitud de Debye proporciona una medida de las longitudes típicas en un plasma, la frecuencia de este, de plasma (ωp) describe sus tiempos característicos. Supóngase que en un plasma en equilibrio y sin densidades de carga se introduce un pequeño desplazamiento de todos los electrones en una dirección. Éstos sentirán la atracción de los iones en la dirección opuesta, se moverán hacia ella y comenzarán a oscilar en torno a la posición original de equilibrio. La frecuencia de tal oscilación es lo que se denomina frecuencia de plasma. La frecuencia de plasma de los electrones es:
donde me es la masa del electrón y e su carga.
Temperatura: velocidad térmica
Por lo general las partículas de una determinada especie localizadas en un punto dado no tienen igual velocidad: presentan por el contrario una distribución que en el equilibrio térmico es descrita por la distribución de Maxwell-Boltzmann. A mayor temperatura, mayor será la dispersión de velocidades (más ancha será la curva que la representa).
Una medida de tal dispersión es la velocidad cuadrática media que, en el equilibrio, se denomina también velocidad térmica. Es frecuente, aunque formalmente incorrecto, hablar también de velocidad térmica y de temperatura en plasmas lejos del equilibrio termodinámico. En tal caso, se menciona la temperatura que correspondería a una velocidad cuadrática media determinada. La velocidad térmica de los electrones es:
El parámetro de plasma
El parámetro de plasma (Γ) indica el número medio de partículas contenidas en una esfera cuyo radio es la longitud de Debye (esfera de Debye). La definición de plasma, según la cual la interacción electromagnética de una partícula con la multitud de partículas distantes domina sobre la interacción con los pocos vecinos próximos, puede escribirse en términos del parámetro de plasma como . Esto es: hay un gran número de partículas contenidas en una esfera de Debye. Es común referirse a esta desigualdad como "condición de plasma".
Algunos autores adoptan una definición inversa del parámetro de plasma (g = 1 / Γ), con lo que la condición de plasma resulta ser .
El parámetro de plasma de los electrones es
Modelos teóricos
Tras conocer los valores de los parámetros descritos en la sección anterior, el estudioso de los plasmas deberá escoger el modelo más apropiado para el fenómeno que le ocupe. Las diferencias entre diferentes modelos residen en el detalle con el que describen un sistema, de modo que se puede establecer así jerarquía en la que descripciones de nivel superior se deducen de las inferiores tras asumir que algunas de las variables se comportan de forma prescrita. Estas asunciones o aproximaciones razonables no son estrictamente ciertas pero permiten entender fenómenos que serían difíciles de tratar en modelos más detallados.
Por supuesto, no todas las especies han de ser descritas de una misma forma: por ejemplo, debido a que los iones son mucho más pesados que los electrones, es frecuente analizar la dinámica de los últimos tomando a los iones como inmóviles o estudiar los movimientos de los iones suponiendo que los electrones reaccionan mucho más rápido y por tanto están siempre en equilibrio termodinámico.
Puesto que las fuerzas electromagnéticas de largo alcance son dominantes, todo modelo de plasma estará acoplado a las ecuaciones de Maxwell, que determinan los campos electromagnéticos a partir de las cargas y corrientes en el sistema.
Los modelos fundamentales más usados en la física del plasma, listados en orden decreciente de detalle, es decir de microscópicos a macroscópicos, son los modelos discretos, los modelos cinéticos continuos y los modelos de fluidos o hidrodinámicos.
Modelos discretos
El máximo detalle en el modelado de un plasma consiste en describir la dinámica de cada una de sus partículas según la segunda ley de Newton. Para hacer esto con total exactitud en un sistema de N partículas habría que calcular del orden de N2 interacciones. En la gran mayoría de los casos, esto excede la capacidad de cálculo de los mejores ordenadores actuales.
Sin embargo, gracias al carácter colectivo de los plasmas, reflejado en la condición de plasma, es posible una simplificación que hace mucho más manejable el cálculo. Esta simplificación es la que adoptan los llamados modelos numéricos Particle-In-Cell (PIC; Partícula-En-Celda): el espacio del sistema se divide en un número no muy grande de pequeñas celdas. En cada instante de la evolución se cuenta el número de partículas y la velocidad media en cada celda, con lo que se obtienen densidades de carga y de corriente que, insertadas en las ecuaciones de Maxwell permiten calcular los campos electromagnéticos. Tras ello, se calcula la fuerza ejercida por estos campos sobre cada partícula y se actualiza su posición, repitiendo este proceso tantas veces como sea oportuno.
Los modelos PIC gozan de gran popularidad en el estudio de plasmas a altas temperaturas, en los que la velocidad térmica es comparable al resto de velocidades características del sistema.
Modelos cinéticos continuos
Cuando la densidad de partículas del plasma es suficientemente grande es conveniente reducir la distribución de las mismas a una función de distribución promediada. Ésta representa la densidad de partículas contenida en una región infinitesimal del espacio de fases, es decir el espacio cuyas coordenadas son posiciones y cantidades de movimiento. La ecuación que gobierna la evolución temporal de las funciones de distribución es la ecuación de Boltzmann. En el caso particular en el que las colisiones son despreciables la ecuación de Boltzmann se reduce a la ecuación de Vlasov.
Los modelos físicos cinéticos suelen emplearse cuando la densidad numérica de partículas es tan grande que un modelado discreto resulta inabordable. Por otra parte, los modelos cinéticos constituyen la base de los estudios analíticos sobre plasmas calientes.
Modelos de fluidos o hidrodinámicos
Para plasmas a bajas temperaturas, en los que estudiamos procesos cuyas velocidades características son mucho mayores que la velocidad térmica del plasma, podemos simplificar el modelo y asumir que todas las partículas de una especie en un punto dado tienen igual velocidad o que están suficientemente cerca del equilibrio como para suponer que sus velocidades siguen la distribución de Maxwell-Boltzmann con una velocidad media dependiente de la posición. Entonces se puede derivar unas ecuaciones de fluidos para cada especie que, en su forma más general, son llamadas ecuaciones de Navier-Stokes. Lamentablemente en muchos casos estas ecuaciones son excesivamente complejas e inmanejables; hay que recurrir entonces a simplificaciones adicionales.
Ejemplos de plasmas
Los plasmas forman el estado de agregación, más abundante de la naturaleza. De hecho, la mayor parte de la materia en el Universo visible se encuentra en estado de plasma. Algunos ejemplos de plasmas son:
Producidos artificialmente:
En el interior de los tubos fluorescentes (iluminación de bajo consumo).
En las pantallas planas.
Materia expulsada para la propulsión de cohetes.
La región que rodea al escudo térmico de una nave espacial durante su entrada en la atmósfera.
El interior de los reactores de fusión.
Las descargas eléctricas de uso industrial.
Las bolas de plasma.
Plasmas terrestres:
Los rayos durante una tormenta.
La ionosfera.
La aurora boreal.
Plasmas espaciales y astrofísicos:
Las estrellas (por ejemplo, el Sol).
Los vientos solares.
El medio interplanetario (la materia entre los planetas del Sistema Solar), el medio interestelar (la materia entre las estrellas) y el medio intergaláctico (la materia entre las galaxias).
Los discos de acrecimiento.
Las nebulosas intergalácticas.
Ambiplasma .

LCD

Pantalla de cristal líquido Twisted Nematic (TN).
Film de filtro vertical para polarizar la luz que entra.
Substrato de vidrio con electrodos de Oxido de Indio ITO. Las formas de los electrodos determinan las formas negras que aparecen cuando la pantalla se enciende y apaga. Los cantos verticales de la superficie son suaves.
Cristales liquidos "Twisted Nematic" (TN).
Substrato de vidrio con film electrodo común (ITO) con los cantos horizontales para alinearse con el filtro horizontal.
Film de filtro horizontal para bloquear/permitir el paso de luz.
Superficie reflectante para enviar devolver la luz al espectador. (En un LCD retroiluminado, esta capa es reemplazada por una fuente luminosa).


Subpixel de un LCD de color
Una pantalla de cristal líquido o LCD (acrónimo del inglés Liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica.
Características
Cada píxel de un LCD tipicamente consiste de una capa de moléculas alineadas entre dos electrodos transparentes, y dos filtros de polarización, los ejes de transmisión de cada uno estan (en la mayoría de los casos) perpendiculares entre sí. Sin cristal líquido entre el filtro polarizante, la luz que pasa por el primer filtro sería bloqueada por el segundo (cruzando) polarizador.
La superficie de los electrodos que están en contacto con los materiales de cristal líquido es tratada a fin de ajustar las moléculas de cristal líquido en una dirección en particular. Este tratamiento normalmente consiste en una fina capa de polímero que es unidireccionalmente frotada utilizando, por ejemplo, un paño. La dirección de la alineación de cristal líquido se define por la dirección de frotación.
Antes de la aplicación de un campo eléctrico, la orientación de las moléculas de cristal líquido está determinada por la adaptación a las superficies. En un dispositivo twisted nematic,TN, (unos de los dispositivos más comunes entre los de cristal líquido), las direcciones de alineación de la superficie de los dos electrodos son perpendiculares entre sí, y así se organizan las moléculas en una estructura helicoidal, o retorcida. Debido a que el material es de cristal líquido birefringent, la luz que pasa a través de un filtro polarizante se gira por la hélice de cristal líquido que pasa a través de la capa de cristal líquido, lo que le permite pasar por el segundo filtro polarizado. La mitad de la luz incidente es absorbida por el primer filtro polarizante, pero por lo demás todo el montaje es transparente.
Cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos, una tuerca ajusta las moléculas de cristal líquido paralelas al campo eléctrico, que distorsiona la estructura helicoidal (esto se puede resistir gracias a las fuerzas elásticas desde que las moléculas están limitadas a las superficies). Esto reduce la rotación de la polarización de la luz incidente, y el dispositivo aparece gris. Si la tensión aplicada es lo suficientemente grande, las moléculas de cristal líquido en el centro de la capa son casi completamente desenrolladas y la polarización de la luz incidente no es rotada ya que pasa a través de la capa de cristal líquido. Esta luz será principalmente polarizada perpendicular al segundo filtro, y por eso será bloqueada y el pixel aparecerá negro. Por el control de la tensión aplicada a través de la capa de cristal líquido en cada píxel, la luz se puede permitir pasar a través de distintas cantidades, constituyendose los diferentes tonos de gris.


Pantalla LCD en un despertador.
El efecto óptico de un dispositivo twisted nematic (TN) en el estado del voltaje es mucho menos dependiente de las variaciones de espesor del dispositivo que en el estado del voltaje de compensación. Debido a esto, estos dispositivos suelen usarse entre polarizadores cruzados de tal manera que parecen brillantes sin tensión (el ojo es mucho más sensible a las variaciones en el estado oscuro que en el brillante). Estos dispositivos también pueden funcionar en paralelo entre polarizadores, en cuyo caso la luz y la oscuridad son estados invertidos. La tensión de compensación en el estado oscuro de esta configuración aparece enrojecida debido a las pequeñas variaciones de espesor en todo el dispositivo. Tanto el material del cristal líquido y de la capa de alineación contienen compuestos iónicos. Si un campo eléctrico de una determinada polaridad se aplica durante un largo período de tiempo, este material iónico es atraído hacia la superficie y se degrada el rendimiento del dispositivo. Esto se intenta evitar, ya sea mediante la aplicación de una corriente alterna o por inversión de la polaridad del campo eléctrico que está dirigida al dispositivo (la respuesta de la capa de cristal líquido es idéntica, independientemente de la polaridad de los campos aplicados)
Cuando un gran número de píxeles se requiere en un dispositivo, no es viable conducir cada dispositivo directamente, así cada píxel requiere un número de electrodos independiente. En cambio, la pantalla es multiplexada. En una pantalla multiplexada, los electrodos de la parte lateral de la pantalla se agrupan junto con los cables (normalmente en columnas), y cada grupo tiene su propia fuente de voltaje. Por otro lado, los electrodos también se agrupan (normalmente en filas), en donde cada grupo obtiene una tensión de sumidero. Los grupos se han diseñado de manera que cada píxel tiene una única, dedicada combinación de fuentes y sumideros. La electrónica, el software o la electrónica de conducción, se estudia sobre los sumideros en secuencia, y sobre las fuentes de las unidades de píxeles de cada sumidero.
LCD (LIQUID CRISTAL DISPLAYS)
Los LCDs tienen una gran ventaja para las tecnologías de pantalla plana y un uso irrefutable en notebooks y en Palmtops, disponible en dos formas:- Dual Scan Twisted Nematic (DSTN), conocida como "matriz pasiva".- Thin Film Transistor (TFT), conocida como "matriz activa".ReglasLos LCDs siguen un conjunto de reglas diferentes a los monitores TRC, ofreciendo ventajas en termino de tamaño, energía utilizada y titileo, además de una geometría perfecta. Tiene la desventaja de ser mucho mas caros, tener un ángulo de visión reducida y una calidad de color menos precisa.Mientras los TRC son capaces de mostrar un rango de resoluciones y escalarlas para que se ajusten a la pantalla, un panel de LCD tiene un número fijo de celdas de cristal liquido y pueden mostrar solo un resolución en pantalla completa utilizando una celda por píxel. Resoluciones menores pueden ser mostradas utilizando una proporción de la pantalla. Por ejemplo un panel de 1024x768 pude mostrar una resolución de 640x480 utilizando solo un 66% de la pantalla. La mayoría de los LCDs son capaces de escalar imágenes de resolución baja llenando la pantalla a través de un proceso conocido como expansión radiomática. Sin embargo, esto trabaja mejor con imágenes de tono continuo, como fotografías, que con texto e imágenes detalladas, donde podemos tener objetos con mal aliasing. Los mejores resultados se logran con LCDs que "resamplean" la pantalla cuando realizan el escalamiento hacia arriba, creando un antialiasing en la imagen cuando agregan píxeles. Sin embargo, no todos los LCDs pueden hacer esto.A diferencia de los monitores de TRC , las medidas diagonales del LCD equivalen exactamente al área visible, por lo que no existe pérdida en los bordes y se aprovecha mejor el tamaño de la pantalla.Un TRC tiene tres cañones de electrones cuyos rayos deben converger sin error para poder crear una imagen correcta. No existen problemas de convergencia con un panel LCD, debido a que cada celda se enciende y apaga individualmente. Esta es una de la razones por las que el texto se observa tan duro en un monitor de LCD. No hay necesidad de preocuparse por refrescado y titileo en un panel de LCD, ya que las celdas están simplemente encendidas o apagadas, por lo que la imagen se puede refrescar a una velocidad tan baja como 40-60Hz sin notar diferencia con una de 75Hz.Inversamente, es posible que una o más celdas del panel LCD estén falladas. En un monitor de 1024x768, existen tres celdas por cada píxel (una por cada color), lo que da un total de 2.4 millones de celdas (1024x768x3=2.359.296). Existe una posibilidad muy pequeña de que todas las celdas sean perfectas, es mas, algunas pueden quedarse encendidas (creando un efecto de brillo) o apagadas (resultando un defecto de obscuridad). Algunos usuarios pueden pensar que el alto costo de un LCD trae consigo pantallas perfectas, lo que en realidad nos es cierto.Los monitores LCD tienen otros elementos que no se encuentran en los TRC. Los paneles son tubos fluorescentes encendidos que serpentean detrás de la unidad. A veces una pantalla puede exhibir líneas más finas en algunas partes de la pantalla que en otras. También es posible ver "fantasmas", donde una imagen particularmente luminosa u obscura puede afectar porciones adyacentes de la pantalla. Patrones finos como imágenes con dither pueden crear moiré o patrones de interferencia.Los problemas del ángulo de vista en los LCDs ocurren debido a que la tecnología es un sistema transmisor que trabaja modulando la luz que pasa a través de la pantalla, mientras que el TRC es emisor.Con los dispositivos emisores, existe un material que emite luz en el frente de la pantalla, fácilmente visible desde grandes ángulos. En un LCD, al pasar por el píxel especificado, la luz emitida oblicuamente pasa a través de píxeles adyacentes, causando distorsión en el color.Actualmente, la mayoría de los monitores LCD se conectan a la computadora a través de el puerto VGA analógico normal, usando un convertidor ADC para transformar la señal en una forma que el panel pueda utilizar. Sin embargo, VESA está trabajando en una especificación para un puerto de video que se convertiría en estándar. Es razonable esperar que los LCD incorporen ambas entradas una vez que el estándar se apruebe. Al convertirse más populares los monitores LCD, los puertos digitales para la PC en las tarjetas graficas deberían empezar a utilizarse.Monitores DSTNUna matriz pasiva normal LCD comprende un número de capas. La primera es una hoja de vidrio cubierta con un óxido de metal transparente. Éste opera como una grilla de electrodos en filas y columnas que pasa la corriente necesaria para activar los elementos en la pantalla. Encima de esto, se aplica un polímero que tiene una serie de ranuras paralelas corriendo a través de él para alinear las moléculas de cristal líquido en la dirección apropiada, y para proveer la base en la cual las moléculas se fijarán. Esta es conocida como la capa de alineamiento y se repite en otra placa de vidrio que tiene un número de puntos "espaciadores", que mantendrán una distancia uniforme entre las dos hojas de vidrio cuando se pongan juntas. Los ejes son entonces sellados con pegamento, pero se deja un hueco en una esquina. Esto permite que el material de cristal líquido se inyecte entre las hojas (en vacío) antes de que las placas se sellen completamente. En modelos antiguos, este proceso solía tener fallas, resultando en pixeles perdidos o fijos donde el cristal líquido fallaba en llegar en la pantalla.Luego, las capas de polarización se aplicaban en las superficies externas de cada vidrio para encajar con la orientación de las capas de alineación. En el DSTN, la orientación de las capas de alineamiento varía entre 90 y 270 grados, dependiendo de la rotación total de los cristales líquidos entre ellos. Una luz trasera se agrega, típicamente en la forma de tubos fluorescentes de cátodo frío montados a lo largo y ancho de los ejes del panel utilizando una luz plástica o prisma como guía.La imagen que aparece en la pantalla es creada por la luz al pasar a través de las capas del panel. Sin energía aplicado al panel LCD, la luz es verticalmente polarizada por el filtro trasero y refractada por las cadenas moleculares en el cristal líquido, de tal manera que emerge del filtro polarizado horizontalmente en el frente. Aplicando un voltaje se realinean los cristales, de tal manera que la luz no pueda pasar, produciendo un píxel oscuro. Los monitores LCD color utilizan filtros coloreados adicionales en tres elementos LCD separados para crear un píxel multicolor.Sin embargo, la respuesta del LCD es en sí misma muy lenta respecto al esquema de matriz pasiva. Cuando el contenido de la pantalla cambia rápidamente, como en el vídeo o en movimientos rápidos del ratón, normalmente ocurren borrones, debido a que el monitor no logra manejar los cambios de contenido. Además, la matriz pasiva causa fantasmas, un efecto en el que un área de pixeles encendidos causa una sombra en los pixeles apagados en las mismas filas y columnas.El problema de los fantasmas puede ser reducido considerablemente dividiendo la pantalla en dos y refrescando las mitades independientemente. Otras técnicas han sido creadas han sido desarrolladas por diferentes fabricantes.Los nuevos algoritmos de procesamiento de señales que se utilizan en los monitores LCD analizan las señales de entrada y corrigen la distorsión que causa el "streaking" (las líneas fantasmas que continúan a través de la pantalla luego de que la línea real terminó).La mayoría de los monitores DSTN utilizan materiales que tienen un tiempo de respuesta de alrededor de 300 ms, casi el tercio de un segundo. Esta respuesta entrecortada y su velocidad de decaimiento es responsable de los fantasmas o las trazas en la imagen que hacían inaceptables las notebooks para aplicaciones con vídeo en tiempo real. Otros materiales LCD ofrecen tiempos de respuesta de hasta 150 ms, pero simplemente utilizar un material más rápido sin hacer otros cambios causa titileo.Creando colorPara poder crear las tonalidades requeridas para un monitor a todo color, tienen que existir algunos niveles intermedios entre que la luz pase o no pase. Los niveles variantes de brillo requeridos para crear una pantalla a todo color se logran cambiando la fuerza del voltaje aplicado a los cristales. Los cristales, en efecto, se destuercen a una velocidad directamente proporcional a la fuerza del voltaje, por lo tanto permitiendo que se controle la cantidad de luz que pasa. En la práctica, sin embargo, la variación de voltaje de los LCDs actuales pueden ofrecer únicamente sólo 64 diferentes tonalidades por elemento (6 bit), opuestamente a los TRCs a todo color que pueden crear 256 tonalidades (8 bit). Usando tres elementos por píxel, esto resulta en una cantidad de colores máxima de 262.144 (18 bit), comparada al color verdadero de los monitores CRT, 16.777.216 (24 bit).Al expandirse el uso de aplicaciones multimedia, el uso de paneles LCD con color verdadero de 24 bits se ha convertido en un tema central. Mientras que 18 bits está bien para la mayoría de las aplicaciones, es insuficiente para trabajar con vídeo o fotografías. Algunos diseños de LCD logran expandir la profundidad del color a 24 bits mostrando tonalidades alternas en refrescados sucesivos, una técnica conocida como FRC (Frame Rate Control). Sin embargo, si la diferencia es muy grande, se percibe una distorsión.Hitachi desarrolló una técnica, en la que el voltaje es aplicado a celdas adyacentes para crear cambios de patrones muy levemente a través de tres o cuatro cuadros. Con él, Hitachi puede simular no 256 escalas de grises, pero una cifra respetable de 253 escalas de grises, que se traduce en más de 16 millones de colores, prácticamente indistinguible del color verdadero de 24 bits.Pantallas TFTMuchas compañías adoptaron la tecnología TFT para mejorar las pantallas color. En una pantalla TFT, también conocida como matriz activa, una matriz extra de transistores está conectada al panel LCD, con un transistor por cada color (RGB) del píxel. Estos transistores manejan los pixeles, eliminando de una vez los problemas de fantasmas y respuesta lenta que afligen a las pantallas LCD normales. El resultado son tiempos de respuesta en pantallas de 25 ms y radios de contraste de alrededor de 140:1.Los monitores TFT pueden fabricarse mucho más delgados que los LCD, haciéndolos más livianos, y su velocidad de resfrescado se aproximan a los de TRC, o sea, unas diez veces más rápido que las pantallas DSTN. Las pantallas VGA requieren 921.000 transistores (640x480x3), mientras que en resoluciones de 1024x768 se necesitan 2.359.296 y cada uno tiene que ser perfecto. Si una falla, el píxel quedará permanentemente encendido o apagado.En una pantalla LCD normal donde un lado del cristal está fijo y un voltaje se aplica, el cristal se destuerce, cambiando el ángulo de polarización de la luz transmitida. Hitachi, Hosiden y NEC desarrollaron productos basados en una técnica llamada IPS (In Plane Switching) que mejora el ángulo de visión de los monitores LCD. Con IPS, los cristales son horizontales en vez de verticales, y el campo eléctrico se aplica entre cada final del cristal. Esto mejora los ángulos de vista considerablemente, pero significa que dos transistores se necesitan por cada píxel, en vez del único que se necesita para el monitor TFT. Usar dos transistores significa que más del área transparente está bloqueada para transmitir luz, por lo que se necesitan luces más potentes para lograr un buen brillo, incrementando el consumo de energía y haciendo las pantallas poco útiles para notebooks.A finales de 1996, Fujitsu reveló un LCD que utilizaba un nuevo tipo de material LC que es naturalmente horizontal y tiene el mismo efecto que el IPS, pero sin la necesidad de transistores extra. Además de obtener un ángulo de vista de alrededor de los 140 grados, el nuevo material ofrece mejores tiempos de respuesta y un radio de contraste de 300:1, sin consumir más energía.A mediados de 1997 Sharp aumentó el límite máximo de la tecnología TFT uniendo dos paneles de 29" para formar un prototipo de 40". Estas unidades se mantienen como ejercicios de prueba y no están disponibles comercialmente. Por el mismo tiempo NEC lanzó un LCD de una pieza de 20" basado en la tecnología TFT convencional. El LCD2000 es capaz de mostrar 1280x768 pixeles en 24 bits de color, mostrando como la tecnología de producción y el mercado creciente impacta en los precios. Mientras que el LCD2000 tiene un precio alto, de todos modos reemplazó al modelo anterior de 15" que se vendía al mismo precio. Esto representa un incremento del tamaño de pantalla de 75% sin incremento del precio.Existe un problema grave a la hora de obtener grandes pantallas de matriz activa. Al aumentar las resoluciones, también lo hace uno de los elementos más costosos: La tecnología manejadora externa. La matriz de 1024x768 pixeles está manejada por dos conjuntos de conectores: 1024 columnas y 768 filas. Esto significa que existen casi 2000 conectores que deben correr de la pantalla hasta otro conjunto de componentes electrónicos que proveen el manejo de la señal. Planes a largo plazo incluyen integrar la electrónica de manejo con la electrónica del TFT para reducir costos y mejorar la fabricación.Nuevos tipos de LCDVarias compañías intentan tapar el hueco dejado entre las pantallas DSTN y TFT. EL HPD (Hybrid Passive Display) de Toshiba, construido con Sharp, utiliza una formulación diferente de material de cristal líquido para proveer una mejoría incremental y significante en la calidad de la imagen con un costo no tan elevado. Un cristal líquido de viscosidad menor significa que el material puede cambiar entre estados más rápidamente. Combinado con un número incrementado de pulsos de manejo aplicado a cada línea de pixeles, el HPD puede superar al DSTN y acercarse a la performance de la matriz activa. Por ejemplo, las celdas DSTN tienen un tiempo de respuesta de 300ms, comparado con una celda HPD de 150ms y una de TFT de 25 ms. El contraste se mejora del típico previo radio de 40:1 a un 50:1.Otro acercamiento es una técnica llamada "multiline addressing", que analiza la señal de vídeo entrante y cambia el panel tan rápido como la imagen específica lo permita. Sharp ofrece una versión propietaria de esta técnica llamada Sharp Addressing, ahora conocida bajo otros nombres en monitores de clientes de Sharp. Esta nueva generación de paneles eliminan casi todos los fantasmas, y generalmente provee calidad de vídeo y ángulos de vista semejantes a los de las pantallas TFT. La versión de Hitachi se llama HPA (High Performance Addressing).Canon produjo con éxito una forma de LCD que utiliza cristales ferroeléctricos. Mientras que los tradicionales DSTN tienen un tiempo de respuesta de alrededor de 300 ms, los ferroeléctricos son alrededor de 1000 veces más rápidos. Otra propiedad única de esta tecnología es que es bi-estable, en otras palabras, un píxel no requiere energía continua para mantenerse encendido o apagado. La energía se necesita únicamente para cambiar entre estados. Esto ayuda mucho en ahorrar electricidad para las computadoras portables. Sin embargo, la fabricación de este tipo de pantallas se ha mostrado bastante más difícil que la de los LCD normales.Recientemente un número de compañías japonesas produjeron una nueva versión de LCDs. Al principio, puede sonar un poco atrasado: fue la baja aceptación de los primeros LCDs reflectivos monocromos lo que forzó al desarrollo de la luz trasera y de las matrices activas. El nuevo pensamiento, sin embargo, es el de combinar la matriz pasiva con la luz trasera es lo que va por el mal camino. LCDs sin luces traseras serían más finos, livianos y consumirían menos energía, con la importancia obvia para las computadoras portátiles.Metas específicas se ha puesto para la nueva iniciativa de LCDs reflectivos: vida de la batería incrementada y la reflectividad semejante a una impresión de periódico. La reflectividad buscada es del 60%, y los desarrolladores esperan un radio de contraste de 5:1.Paneles de PolisiliconaLos transistores TFT que manejan las celdas individuales en la capa sobre el cristal líquido en las pantallas de matriz activa tradicionales están formados de silicona (a-Si) amorfa depositada en un substrato de vidrio. La ventaja de utilizar silicona amorfa es que no requiere altas temperaturas, por lo que vidrio barato puede utilizarse como substrato. Una desventaja es que la estructura no cristalina es una barrera para el movimiento rápido de los electrones, y se necesita una circuitería poderosa en el manejador.Se sabía en la investigación inicial de los paneles planos que una silicona cristalina o policristalina sería una substancia mucho más deseable de ser utilizada. Desafortunadamente, esta sólo puede ser creada a altas temperaturas (más de 1000ºC), requiriendo el uso de cuarzo o un vidrio especial como substrato. Sin embargo, a finales de la década del 90 avances en la fabricación permitió el desarrollo de pantallas de polisilicona (p-Si) de baja temperatura, creadas alrededor de los 450º. Inicialmente, éstas era utilizadas únicamente en dispositivos que requerían únicamente pequeñas pantallas, tales como proyectores y cámaras digitales.Uno de los mayores costos en los paneles TFT estándares es la circuitería externa, requiriendo una gran cantidad de conexiones externas al panel de vidrio, debido a que cada pixel tiene su propia conexión a la circuitería del manejador. Esto requiere que los chips de lógica discreta se ordenen alrededor de la periferia de la pantalla, limitando el tamaño de la caja que los rodea. El mayor atractivo de la tecnología p-Si es que la eficiencia incrementada de los transistores permite que los circuitos del manejador y la electrónica periférica se haga una parte integran de la pantalla. Esto reduce considerablemente el número de componentes para una pantalla individual. Toshiba estima un 40% menos de componentes y sólo un 5% más de interconexiones que en un panel tradicional. La tecnología permitirá paneles más planas, brillantes, con radios de contraste mejor, y permitiendo que paneles de mayor tamaño capaces de caber en las cajas actuales. Debido a que las pantallas utilizando p-Si también son más duras que las a-Si, es posible que la tecnología permita cajas de plástico más baratas que las actuales, basadas en aleaciones de magnesio.Para 1999, la tecnología se movió al mundo de las PCs, con el anuncio de Toshiba del primer producto comercial de 8.4" y 10.4" LTPS (Low Temperature p-Si) útil para notebooks. El avance siguiente que se espera ver es LTPS depositadas en substratos de plástico flexible, lo que permitiría pantallas onduladas o circulares.Comparación de capacidades con TRCAbajo se muestra una tabla que compara las características generales de los LCD de matriz pasiva (PMLCD), los de matriz activa (AMLCD) y un monitor TRC de 15 pulgadas:Tipo de pantalla Ángulo de vista Radio de contraste Tiempo de respuesta Brillo Energía consumida VidaPMLCD 49º-100º 40:1 300 ms 70-90 45 watts 60.000 hs.AMLCD > 140º 140:1 25 ms 70-90 50 watts 60.000 hs.TRC > 190º 300:1 n/a 220-270 180 watts Años.El radio de contraste es una medida de cuanto brillo de diferencia tiene un blanco puro con un negro puro. Cuanto mayor sea el contraste, mejor será la nitidez de la imagen y más puro el blanco. Comparado con los LCD, el TRC tiene un radio de contraste mucho mayor.El tiempo de respuesta se mide en milisegundos y se refiere al tiempo que toma a cada píxel responder a los comandos que recibe del controlador del panel. El tiempo de respuesta se utiliza exclusivamente al discutir sobre LCDs, debido a la manera en que tratan su señal. Un AMLCD tiene un mucho mejor tiempo de respuesta que un PMLCD. Inversamente, el tiempo de respuesta no se aplica a los TRC debido a la manera que manejan la información de pantalla (un rayo de electrones excitando fósforos).Existen muchas formas diferentes de medir el brillo. Cuanto mayor sea el nivel de brillo (representado en la tabla como un número), mayor será el brillo mostrado por el color blanco.Cuando se habla de la vida de un LCD, nos referimos al tiempo entre fallas para la pantalla. Esto significa que si es utilizada continuamente debería tener una vida promedio de 60.000 horas antes de que la luz se queme. Esto es igual a 6.8 años. Comparativamente, los TRC duran mucho tiempo más que eso.Preguntas Frecuentes en LCDCriterio de Píxeles defectuosos en LCDPor ejemplo, en un monitor de 18" SXGA (1280X1024) tiene alrededor de 4 millones de sub-píxeles. Un producto que posee 7 píxeles defectuosos equivale a un 0.00018% que es extremadamente pequeño sobre el total de sub-Píxeles. Este número es muy aceptable en este tipo de monitores.(1280 Píxeles Horizontales) * (1024 Píxeles Verticales) * (3 sub-píxeles por píxel) = 3,932,160 sub-píxeles[(7 píxeles defectuosos) / (3,932,160 sub-píxeles)] * 100% = 0.00018%El Número máximo aceptable varía según el fabricante y el tamaño del LCD.No EnciendePresione la llave de Encendido del monitor de LCD. El LED del monitor se debe encender.Asegúrese de que esté debidamente conectado el cable de potencia en la entrada de alimentación.Chequear si la Fuente de alimentación utilizada es la correcta y si tiene el voltaje necesario. Enciende pero no tiene videoAsegúrese de que el cable de video esta correctamente conectado a la placa de video de la computadora.Chequear que los pines del cable de video estén bien.Chequear el manual del usuario y ver si se requiere algún conector o adaptador especial que nos de la señal necesaria entre el LCD y la placa de video. Colores - LCDSi faltan algunos de los colores rojo, verde o azul, chequear que el cable de señal esté debidamente conectado. Los pines en el cable de video pueden estar flojos y esto puede causar una mala conexión. Chequear que los pines del cable de video estén bien.Conectar el Monitor con otra computadora.Desplazamiento de la ImagenAsegúrese de que la señal de video entrante esté dentro del rango de frecuencia que soporta el monitor. Pruebe el monitor con otra fuente de alimentación y/o computadora.Asegúrese de que esté bien conectada el cable de videoImagen o Texto No AlisadoAsegurarse de configurar el monitor en su verdadera resolución. Puede ajustar la resolución en Propiedades de Pantalla que está dentro del panel de Control.Ajuste la imagen con los controles del menú en pantalla. Persistencia de la ImagenAL contrario de los monitores de TRC, la persistencia de la imagen no es permanente en los LCDs. Para restaurar esto, apague el LCD por unos minutos. Se recomienda siempre que usemos un protector de pantalla cuando no usamos el monitor de LCD.

BARRIDO HORIZONTAL Y VERTICAL

BARRIDO VERTICAL Y HORIZONTAL

Sincronía, salida vertical y horizontal (base de tiempo) Algunos conceptos
Antes veamos algunas cosas básicas, en un televisor como se vio en capítulos anteriores la etapa de salida horizontal esta conformada por un oscilador, el cual es sincronizado por los pulsos de sincronía horizontal provenientes de la señal enviada por la televisora, una etapa preamplificadora conocida comúnmente como drive horizontal, y una etapa final de potencia llamada salida horizontal, la cual excitara el transformador generador de extra alta tensión conocido como fly back así como a las bobinas de deflexión horizontal el cual generara el barrido sobre la pantalla.
En un monitor ocurre lo mismo salvo por algunas diferencias:
En un TV la sincronía es fija solo dependiendo por el tipo de norma de la transmisión, NTSC o PAL, en México se usa el sistema NTSC con una frecuencia horizontal de 15750 Cps. Y 60 Cps para el barrido vertical, dicha relación sale de multiplicar el No., de líneas del barrido horizontal por cuadros por segundo lo que seria 525 líneas X 30 cuadros por segundo tenemos 15750 Cps que es la frecuencia de barrido horizontal, el barrido es entrelazado lo que significa que cada cuadro esta compuesto por dos campos, no ahondaremos mas en este tema pero es importante que comprenda esto, a esta forma de barrido se le llama entrelazado o sea un cuadro esta compuesto por 2 campos.
Los viejos monitores monocromáticos y de color tenían esta misma resolución de barrido salvo que el sistema de escaneo sobre la pantalla es progresivo, esto es que en televisión se barren 60 campos p/s con un barrido de 262.5 líneas o 30 cuadros por segundo, en el monitor se barren 60 cuadros con 525 líneas por segundo con lo que la imagen alcanza una mayor definición, para lograr esto se elevo al doble la frecuencia horizontal, con lo que resulta 525 líneas por 60 cuadros = a una frecuencia horizontal de 31.500 Cps o 31.5 Khz.., esto es una resolución de pantalla de 640 X 480.
Este estándar de barrido aun se sigue aplicando a los monitores modernos de color, salvo que las frecuencias de barrido horizontal y vertical se han elevado mejorando la resolución de pantalla, en la tabla siguiente vemos las diferentes resoluciones y frecuencias de barrido.
Con lo visto en la tabla anterior tenemos las frecuencias promedio de barrido horizontal y verticalEL MONITOREl fósforo tiene la propiedad de iluminarse cuando recibe un bombardeo de electrones. Es decir, cuando un electrón choca contra una superficie de fósforo, la misma se ilumina. Además, esa iluminación tiene una "persistencia", lo que hace que esa luz dure un instante para después apagarse. Entonces, para iluminar una superficie, podremos recubrirla con fósforo, y bombardearla con electrones. Si queremos más luz, enviamos más electrones, y si queremos menos luz, obviamente, menos electrones.
El tubo de rayos catódicosEs un tubo de vidrio sellado al cual se le ha retirado todo el aire. En su parte frontal está recubierto de fósforo.
Se coloca un metal con potencial negativo, y fuertemente calentado por un filamento, de forma a que libere electrones. En el lado de la pantalla, un potencial positivo muy alto (extra alta tensión), atraerá a los electrones. Estos chocarán contra el interior de la pantalla, recubierta de fósforo, que se iluminará.
Para poder iluminar toda la pantalla con una sola corriente (haz de electrones), se hace un barrido, tanto en sentido Horizontal como en sentido Vertical.
De esta manera, moviendo el haz de un lado a otro y de arriba a abajo, podremos iluminar toda la pantalla, dibujando las imágenes línea por línea y secuencialmente.Con el barrido horizontal formamos una línea, con el Vertical, un "cuadro". El barrido vertical es como mínimo de 60 Hz, ya que una frecuencia menor produciría el efecto de Parpadeo. La frecuencia del barrido horizontal es del Nro de líneas horizontales x Frecuencia Vertical.

Pixel: el pixel (del inglés picture element) es el menor punto que puede ser controlado en una pantalla. Estos pixeles se combinan en la pantalla, formando una matriz de fila x columna. Así, se llama Resolución de una pantalla, al nro de pixeles en el sentido horizontal x el nro, de pixeles en el sentido vertical. Por ejemplo, la resolución 800 x 600 significa que existen 800 pixeles en el sentido horizontal, por 600 pixeles en el sentido vertical. A medida que la resolución es más alta, se notarán mejor los detalles de la imagen. Hoy en día se considera que una resolución mínima que un monitor sea capaz de mostrar, es de 800 x 600.
Relación de Aspecto: Se mantiene siempre la relación de aspecto 4:3, es decir, por cada cuatro pixeles en el sentido horizontal, habrán tres pixeles en el sentido vertical.
De esta manera, para formar una imagen en un monitor, se necesitará controlar el Cañón de electrones, Barrido Horizontal y Barrido Vertical.
Distancia entre puntos: Cuando el monitor es monocromático (blanco y negro), la pantalla se recubre de fósforo de un solo color. Antiguamente se utilizaba fósforo verde, o ámbar. Hoy se utiliza solamente fósforo blanco.
Pero cuando el monitor es en color, se lo recubre con fósforo de los tres colores básicos: Rojo (R), Verde (G - de Green), y Azul (B - de Blue). Este fósforo es dispuesto en forma de triángulos, llamados triadas. Se utilizan tres cañones de electrones, uno para cada color básico. Todos los otros colores resultan de la combinación de éstos. La calidad de la imagen resultante dependerá de la distancia que hay entre estos triángulos de colores. Esta distancia se mide en milímetros, y se la conoce como "Dot pitch". Típicamente es de 0.28 mm, aunque ya son populares los que tienen 0,25 mm de distancfia entre puntos.

Relación entre Barrido Horizontal, Vertical y Resolución
El circuito electrónico de mayor frecuencia, y que trabaja con mayor exigencia en un monitor es el de Barrido Horizontal. Por eso, tiene bastante influencia en el costo final del mismo.
Sabemos que: Frecuencia horizontal = Frecuencia Vertical x Nro. de pixeles verticales.
Entonces,si aumentamos la resolución, aumentamos también la frecuencia Horizontal. En otras palabras, si el monitor es capaz de soportar altas frecuencias de barrido horizontal, podrá mostrar altas resoluciones.
Como ejemplo veamos la resolución 320 x 240, a 60 Hz. La frecuencia horizontal de barrido deberá ser de:
FH= (240 + 24 ) x 60 = 15840 Hz.
Nota: sumamos 24 líneas por las líneas no visibles (equivalentes a aproximadamente diez por ciento).
Si deseamos aumentar la resolución a por ejemplo 800 x 600, tendremos:
FH= (600+60) x 60 = 39600 Hz.
Podemos percibir que el aumento de resolución arrastra un aumento de la frecuencia de barrido horizontal. De la misma forma, una variación de la frecuencia de barrido vertical, arrastrará a la horizontal.

Barrido entrelazado: Para poder utilizar una frecuencia de barrido horizontal menor, y aprovechando que el ojo humano tiene también la propiedad de persistencia, se utiliza lo que se llama barrido Entrelazado. De esta forma, se envían primero las líneas pares, y luego las impares, formándose "media imagen" cada vez. Así, se barren solamente la mitad de las líneas cada vez, resultando en una frecuencia horizontal igual ala mitad de la original. Para el último ejemplo, sería necesario un barrido horizontal de solamente 19800. Luego, el costo del circuito será menor. Claro que la imagen que se verá en pantalla tendrá un efecto de parpadeo que el usuario avanzado notará.
Barrido no entrelazado: En este barrido se envían todas las líneas para cada imagen. El parpadeo casi no se nota, pero la frecuencia de barrido horizontal es alta. Este tipo de monitores es 20% más caro que el anterior.
Monitores analógicos y digitales: Los monitores antiguos recibían señales digitales desde la PC. Con el aumento de cantidad de colores y resoluciones, resultaba poco práctico este intenso tráfico de señales digitales, por lo que se optó por señales analógicas. Actualmente los monitores reciben señales analógicas, aunque los más modernos tienen un control digital sobre las mismas. Es decir, el monitor esa analógico, pero el control puede ser digital.
Algunos pocos monitores soportan frecuencias de barrido horizontal fija, pero la mayoría está entre una de las dos alternativas: Sync o Multisync.
Monitores Sync: son los capaces de soportar una cantidad limitada de frecuencias de Barrido Horizontal. Por ejemplo: 31 Khz, 42 Khz, y 44 Khz. Este monitor solamente mostrará las imágenes que coincidan con esas frecuencias.
Monitores Multisync: capaces de soportar todo un rango de frecuencias de barrido horizontal. Por ejemplo, desde 31 Khz, hasta 55 Khz. Este monitor será capaz de mostrar una imagen siempre que su frecuencia esté entre estos valores.
Pantallas planas: Los tubos de rayos catódicos son fabricados con la pantalla curva (más baratos) o con la pantalla plana. Estos últimos proporcionan una imagen mejor, ya que elimina las distorsiones visuales producidas por la curvatura del tubo. Pero el circuito electrónico necesario para producir el barrido y el mismo tubo de rayos catódicos, hacen que tenga un costo mayor.

YUGO DE DEFLEXION

Un yugo de deflexión defectuoso puede afectar la geometría (tamaño y forma) del barrido (raster), producir deficiencia de alto voltaje y/u otros problemas en fuentes auxiliares, y daños de componentes varios, en la fuente de alimentación principal y otras partes.
Una prueba simple para determinar si el yugo es la falla, cuando hay un problema mayor en la geometría (ej., el cuadro o raster deformado), es intercambiar las conexiones al yugo para el eje que no afectado (es decir, si el ancho es el afectado, invertir la conexión de las bobinas de vertical). Si la imagen se invierte, pero la forma del barrido (raster) permanece igual - la deformación geometría permanece inalterada - el problema está casi ciertamente en el yugo de deflexión.
Cuando el alto voltaje (y otras fuentes derivadas del flyback) están reducidas y se han descartado otros problemas; desconectar el yugo, puede revelar si es la causa probable de la falla. Si con esto se obtiene alto voltaje y una forma de onda en los circuitos de deflexión relativamente limpia o los voltajes de alimentación se normalizan, es muy probable que el yugo este defectuoso.
ATENCION: Encender un TV o Monitor con el yugo desconectado debe hacerse con cuidado por varias razones:
- El haz de electrones del TRC no se desviará. Si resulta que el yugo es el problema, esto puede producir una mancha muy luminosa en el centro de la pantalla (qué se convertirá rápidamente en una mancha permanente muy oscura) :-(. Desconectar sólo el bobinado sospechoso es mejor.Entonces, la otra sección todavía funcionará produciendo una línea muy luminosa en lugar de la mancha luminosa en el centro. En todo caso, asegúrese de tener el brillo lo más bajo posible (usando el control de screen/G2 en el flyback si es necesario). No pierda de vista el frente de la pantalla, listo a desconectar, a la primera señal de una mancha o línea. Desconectar el filamento del TRC como una precaución adicional sería incluso mejor, a menos que usted necesite determinar la presencia del haz.
- Al desconectar el yugo (especialmente si esta en paralelo con el flyback) aumentara la inductancia y el voltaje de cresta del flyback en el transistor de salida horizontal. Esto puede llegar al extremo de dañar el transistor si el voltaje de línea/B+ es normal. Es mejor realizar estas pruebas usando un Variac, para mantener el voltaje de la línea/B+ reducido, si es posible.
La sintonización en el punto de resonancia, de la inductancia del yugo de deflexión, juega un papel muy significativo en la mayoría de los diseños.No espere ver una conducta totalmente normal con respecto al alto voltaje. Sin embargo, debe ser mucho mejor que con el yugo defectuoso conectado.
Si es posible, compare todas las mediciones con un yugo idéntico en buen estado.¡Por supuesto, si usted tiene uno, el intercambio es la prueba más segura y rápida de todas! En muchos casos, incluso un yugo bastante similar será suficiente para hacer una prueba útil. Sin embargo, debe ser de una pieza de un equipo similar con especificaciones similares. ¡No espere que un yugo de TV color trabaje en un monitor SVGA!
Nota: el yugo de prueba no tiene que ser montado en el TRC, lo que alteraría la pureza y ajustes de la convergencia, pero tenga mucha cautela de que no produzca la mancha o punto muy luminosa en el centro de la pantalla!
El yugo de deflexión consiste en las bobinas horizontales y verticales (sobre un núcleo de ferrita), y montandos en una estructura. Pueden tener aderidos imanes pequeños o tiras de ferrite en puntos estratégicos. ¡No los remueva! En casos raros, puede haber bobinas adicionales u otros componentes montados sobre el mismo ensamble. Sus bobinas pueden ser probadas individualmente. Otros componentes (si los hubiera) puede probarse de igual manera.
Cuando el procedimiento de prueba requiera desmontar el yugo, vea primero la sección: Remoción y reemplazo el yugo de deflexión
* Horizontal - la sección horizontal consiste en un número par de bobinados conectados entre si, con la mitad de ellos a cada lado del núcleo de ferrita.
Los bobinados horizontales se orientarán sobre el eje vertical y se montan adelante y dentro del yugo (contra el cuello de TRC). Pueden ser de alambre más grueso que el usado para las bobinas del vertical.
- Chequeo de resistencia - Si los terminales son accesibles, esto puede realizarse sin quitar el yugo del TRC. Desconecte los bobinados individuales y compruebe si las resistencias son iguales. Verifique que no existan cortos entre los bobinados y entre las bobinas horizontales y verticales también.
La resistencia típica de los bobinados en buen estado (asumiendo que no hay ningún otro componente conectado al yugo) es: para TV o Monitor NTSC/PAL, de unos pocos ohms (típico: 3 ohms); para Monitores SVGA, menos de un ohm (típico: 0.5 ohms).
- Inspección - Busque partes carbonizadas u otras evidencias de fallas de aislación, producidas por formacion de arcos o recalentamiento. Para la inspeción de los bobinados horizontales, se requiere quitar el yugo del TRC, pues es muy pequeña la parte de estos que es visible estando instalado sobre el TRC. Sin embargo, incluso retirandolo, la mayor parte de las bobinas están ocultas bajo las capas de alambre o detras del nucleo de ferrita.
- Ring test. Vea lo relativo a métodos de comprobación en el documento "Flyback". Trata de transformadores flyback (transformador de líneas) pero el principio es el mismo. Desconectando los bobinados puede ayudar a localizar una falta. Sin embargo, para bobinados dañados, montados sobre un mismo núcleo, el acoplamiento inductivo producirá un "corto" en cualquier bobina de ese núcleo debido a la reducción del Q.
* Vertical - La sección vertical normalmente se fabrica como un par de bobinados conectados en paralelo (o quizá en serie), aunque para monitores de alta frecuencia de barrido vertical, también se utilizan los bobinados múltiples entrelazados.
Las bobinas de vertical se orientarán sobre el eje horizontal y se encuentran en la parte más externa del yugo. El alambre usado para el bobinado vertical puede ser más delgado que el usado para los bobinados horizontales.
- Chequeo de resistencia - Esto puede ser posible sin quitar el yugo del TRC si los terminales son accesibles. Desconecte las bobinas individuales y determine si las resistencias son casi iguales. Verifique también, que no existan cortos entre las bobinas y entre los bobinados horizontal y vertical.
La resistencia típica de las bobinas de Vertical en buenas condiciones (asumiendo que no hay ningún otro componente conectado): para TV o monitores NTSC/PAL: más de 10 ohms (típico: 15 ohms); para monitores SVGA: por lo menos unos ohms (típico: 5 ohms).
- Inspección - Busque partes carbonizadas u otras evidencias de fallas de aislación, producidas por formación de arcos o recalentamiento. Parte de los bobinados verticales son accesibles sin quitar el yugo del TRC. Sin embargo, la mayor parte de las bobinas está oculta bajo las capas de alambre o en del núcleo de ferrita.
- Ring test - Debido a que las bobinas verticales tienen una resistencia y Q muy bajos, el "ring rest" puede ser de utilidad limitada.
Nota de Comunidad Electrónicos:En la sección Proyectos de Utilidad se encuentra el diagrama e instrucciones para construir un sencillo Probador de Yugos y Flyback.
Reparación del Yugo de deflexión
Si usted encontró un área negra grande y carbonizada sobre o entre las bobinas del yugo. ¿Qué puede hacerse? ¿Es posible repararlo? ¿Qué puede hacer para confirmar no hay ningún otro problema antes de pedir un nuevo yugo?
Si el daño es menor - sólo unos pocos alambres están involucrados, puede ser posible separarlos de ellos y del resto del bobinado, limpiar completamente el área, para entonces poder aislar los alambres con barniz para alta temperatura. Luego, verifique las resistencias de cada uno de los bobinados del conjunto para asegurarse que logro corregir todo el daño.
Una simple cinta plástica eléctrica puede usarse como aislamiento con el propósito de probar, pero no sobreviviría mucho tiempo como una reparación permanente, debido a las posibles altas temperaturas involucradas. Un yugo nuevo ciertamente, es lo más recomendable.
Remoción y reemplazo el yugo de deflexión
Si usted necesita quitar el yugo de deflexión de un TRC de color, algunas consideraciones básicas son aconsejables, para minimizar los ajustes de pureza y convergencia necesarios después del reemplazo, y para prevenir cualquier infortunado accidente.
La posición y orientación del yugo y el conjunto de imanes (pureza y convergencia) es crítico. Use un poco de pintura para poner una marca donde van todos, así usted sabrá en que posiciones exactas estaban. Si hay cuñas de caucho entre el yugo y el cono del tubo, asegúrese que ellos están firmes. Marque donde van, para estar doblemente seguro, pues el adhesivo y las cintas se secan con el tiempo y calor, y se vuelven inútiles. Esto evitará la necesidad de mayores ajustes de la convergencia dinámica después del reensamblaje.
El cuello es la parte más frágil del TRC, no aplique fuerza excesiva hacia ningún lado y tenga cuidado para no doblar ninguno de los pines al quitar y conectar el enchufe (zócalo) de TRC.
El yugo y conjunto de imanes de convergencia y pureza suelen estar fijados y posiblemente también pegados. Sin embargo, el adhesivo probablemente sea fácilmente removible, generalmente se usa material de fusión caliente y/o sellador de silicona. Cuidadosamente quite el adhesivo del cuello de vidrio del TRC. Suelte las abrazaderas y suavemente menéelo y deslice fuera del cuello. Pueden parecer estar trancado debido al tiempo y el calor, pero debe ceder suavemente.
Una vez reemplazado el yugo, será necesario ajustar la rotación del cuadro, y pueden necesitarse ajustes de purezas, y convergencia pero guiándose por las marcas colocadas estos serán mínimos.
Los comentarios anteriores se aplican también para TRCs monocromáticos, pero con ellos no hay mayores problemas. Solo se posiciona firmemente el yugo contra el cono del TRC y la rotación y el centrado son los únicos ajustes. En ocasiones, puede haber imanes localizados en piezas giratorias, en ubicaciones estratégicas sobre el TRC para corregir para distorsión geométrica.