Livro manutenção de televisores

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos i
Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos
ManutençãoManutençãoManutençãoManutençãoManutenção
dedededede
TelevisãoTelevisãoTelevisãoTelevisãoTelevisão
LED e 3DLED e 3DLED e 3DLED e 3DLED e 3D
Rio de Janeiro - RJ
2011

ii Manutenção de Televisão LED e 3D

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos iii
Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos
Manutenção de TelevisãoManutenção de TelevisãoManutenção de TelevisãoManutenção de TelevisãoManutenção de Televisão
LED e 3DLED e 3DLED e 3DLED e 3DLED e 3D
Capa: André Luiz Santos
Editoração Eletronica: MLoisseDesign
ISBN: 978-85-99920-10-7
Copyright 2011 by Eng. Arilson Bastos
& Paulo Roberto dos Santos
Todos os direitos reservados. Proibido a reprodução total ou parcial, por qualquer
meio ou processo, especialmente por sistemas gráficos, microfílmicos, fotográfi-
cos, reprográficos, videográficos. Vedada a memorização e/ou recuperação total
ou parcial por meio eletrônico, sistema de processamento de dados e a inclusão de
qualquer parte da obra em qualquer programa juscibernético. Essas proibições se
aplicam também às características gráficas da obra e à sua editoração. A Violação
dos direitos autorais é punível como crime (art. 184 e parágrafo, do Código Penal,
cf. Lei .nº 6.895, de 17/12/1980) com pena de prisão e multa, conjuntamente com
busca e apreensão e indenizações diversas (artigos 122, 123, 124, 126, da Lei nº
5.988, de 14/12/1973, Lei dos Direitos Autorais.
Este livro foi registrado na Fundação Biblioteca Nacional

iv Manutenção de Televisão LED e 3D
MARCAS REGISTRADAS
Várias marcas registradas são citadas no decorrer deste livro. Mais
do que simplesmente listar esses nomes e informar quem possui seus direitos
de exploração ou ainda de imprimir logotipos, o autor declara estar utilizando
tais nomes apenas para fins editoriais e declara estar utilizando parte de
alguns textos de literaturas já editadas e expostas ao comércio livre editorial,
exclusivamente para fins didáticos, em benefício exclusivo do detentor da
marca registrada, sem intenção de infringir as regras básicas de autenticidade
de sua utilização e direitos autorais.
Sobre os Autores:
O Eng. Arilson Bastos é professor da Universidade Gama Filho / RJ
Paulo Roberto dos Santos é tecnólogo da Universidade Gama Filho/RJ
DEDICATÓRIA
Este livro é dedicado para minha netinha LIS,
recém-nascida,que me deu a inspiração necessária
para continuar escrevendo para esta legião de
técnicos que têm prestigiado o meu trabalho e me
acompanham há muito tempo neste imenso Brasil.
Arilson
A educação tecnológica é o início do caminho
para o sucesso profissional. (Arilson)

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos v
PREFÁCIO
Ao longo de duas décadas a eletrônica vem passando por uma explosão
tecnológica evolutiva em altíssima velocidade.
Tivemos todos os cuidados necessários quando no planejamento desta obra,
visto que a mesma faz com que haja um incentivo motivador para os alunos recém
chegados ao curso técnico, tecnólogo, computação e engenharia, para enfrentarmos
juntos este desafio tecnológico.
Um exemplo prático pode ser citado o curso de engenharia elétrica com
ênfases eletrônica, telecomunicação e eletrotécnica. Estes foram planejados de
acordo com o MEC, em dez semestres (5anos) de duração.
Nos primeiros anos, os alunos adquirem sólidos conhecimentos no curso
básico, o que abrange disciplinas totalmente com análise matemática e somente
após, já no terceiro ano ou sexto semestre, eles terão as disciplinas do curso
profissional.
Percebemos então, que, existem neste meio acadêmico, alunos
completamente heterogêneos no que concerne de capacidade de conhecimentos
técnicos.
Alguns alunos já possuem conhecimentos na área tecnológica, outros nunca
viram sequer um resistor ou capacitor.
Vejam bem: como ministrar aulas para motivar este grupo de alunos que
têm só um objetivo?
Adquirir conhecimentos em eletricidade e eletrônica, e percebe que o mesmo
já concluiu quatro semestres e até então não obteve as aulas desejadas, visto que a
grade escolar (programa do curso) só disponibiliza disciplinas obrigatórias e/ou
optativas chamadas de eletivas técnicas a partir do 5º semestre.
A nossa proposta é de que todos os cursos de engenharia elétrica tenham
no seu currículo, na sua grade de disciplinas, no 2º período a disciplina Eletricidade
Aplicada.
Embora a eletricidade básica e eletrônica seja fundamental para boa parte
dos assuntos ensinados nos cursos de tecnologia, computação e da engenharia
elétrica o estudo de circuitos em universidades do mundo inteiro parece estar
ocupando uma parte cada vez menor do currículo. Os professores vêem-se diante
de várias limitações: a redução do número de horas dos cursos, o aumento real ou
potencial das matérias ensinadas no ciclo básico, além da necessidade de abranger
o estudo de novos dispositivos em uma tecnologia que parece evoluir diariamente.
Por causa desses parâmetros, alguns cursos decidiram reduzir o estudo de
eletricidade aplicada há apenas um semestre. Assim, é útil dispor de um livro que
aborde na medida exata todos os tópicos necessários a um curso com essa duração.
Este livro foi escrito com este objetivo.
Aobra foi organizada a partir de uma seleção criteriosa de capítulos extraídos
de diversas literaturas técnicas. O projeto pedagógico já foi exaustivamente testado.
Além disso, os estudantes revelam ser esse livro que lhes permite estudar por conta
própria. Assim, um livro compacto obtido por meio de uma seleção apropriada parece

vi Manutenção de Televisão LED e 3D
ser a escolha ideal para a disciplina curso de um semestre, que envolva o básico
sobre eletricidade e eletrônica fundamental.
Talvez o principal problema ao preparar um livro mais resumido seja a escolha
dos assuntos a serem incluídos. Existem obviamente várias opiniões diferentes quanto
a essa escolha. Em um curso de um semestre, parte dos professores abordaria
alguns assuntos e outra parte escolheria outros... Todos apresentariam excelentes
motivos para suas opções. Entretanto, acreditamos que este apresente os tópicos
essenciais que terão maior probabilidade de serem escolhidos para um bom curso
que atenda as legitimas necessidades.
No transcurso deste, o leitor terá o prazer de aprender o projeto e execução
de um transformador de baixa potência como também montagens e testes de
funcionamento de amplificadores de áudio transistorizado e com circuito integrado.
Estas experiências complementam as práticas de laboratório de eletricidade
e eletrônica, com a prática de multímetros e osciloscópio.
Antes do início da presente obra, estudamos com cuidado a necessidade de
mais um livro sobre eletricidade e eletrônica em meio a tantos já existentes. A
conclusão final a que chegamos foi favorável a sua edição, pois pode se verificado
que:
1. Por motivos de ordem didática, não é possível recomendar qualquer obra
eletricidade/eletrônica ensino básico nas escolas profissionais, mesmo sendo
a obra de caráter geral. As obras do ensino da eletricidade/eletrônica são
geralmente amplas e profundas demais para o ensino em escolas
profissionais, apresentando a matéria, sobretudo sob ponto de vista científico
e com isto, complexo. Tais livros, o estudante normalmente não gosta de
consultar. Ainda que as escolas recomendem tais obras, a matéria contida
não corresponde às necessidades do estudante de escolas profissionais e
o resultado do seu estudo é pouco prático. Esta é a razão porque esta
2. Dentro desta orientação, preocupamo-nos em apresentar o essencial e o
básico dos programas de escolas profissionais. Esta matéria é exposta de
maneira clara e fácil entendimento. As conclusões importantes são
destacadas e formuladas em frases curtas. Procuramos assim nos adaptar
à capacidade de absorção do nosso estudante. A diferença mais acentuada
entre a presente obra e outros livros didáticos é a de que cada página
pretende ser uma aula, estruturada de tal forma que esteja completa em si,
e bem definida quanto aos seus objetivos. Julgamos importante a seqüência
dada à matéria, como representações gráficas, o que fez com que fosse
esta orientação tomada como base desta obra, correspondendo inclusive
aos objetivos do ensino técnico profissional. Estes objetivos, porém, são
alcançados da melhor maneira pelo estudo das leis básicas da eletricidade/
eletrônica e de suas aplicações, que levam o estudante a um raciocínio
próprio e assim à capacidade de um trabalho próprio.
Esperamos que esta obra alcance este seu objetivo despretensioso,
mas que mesmo assim é de importância bastante relevante.

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos vii
O Fato de o método de ensino e de representação já haver, durante
dezenas de anos, produzido os melhores resultados, animam-nos a renovar
neles nossa confiança.
Esperamos que esta obra preencha a sua finalidade, colaborando
para o aperfeiçoamento do nosso corpo discente.
O AUTOR

viii Manutenção de Televisão LED e 3D

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos ix
ÍNDICE
PREFÁCIO III
CAPÍTULO 1: Geração, Corrente e Tensão 1
1.1 - Natureza e Geração da Eletricidade ................................................... 1
1.2 - Geração Elétrica de Energia .............................................................. 3
1.3 - Grandezas Elétricas .......................................................................... 5
CAPÍTULO 2: Resistências e Resistores 7
2.1 - Resistência Elétrica .......................................................................... 7
2.2 - Resistores ......................................................................................... 9
2.3 - Resistores Lineares e Não Lineares ................................................... 12
2.4 - O Código de Cores de Resistores ...................................................... 16
2.5 - Associação de Resistores .................................................................. 21
2.6 - Lei de Ohm ....................................................................................... 23
2.7 - Potência Elétrica ............................................................................... 26
CAPÍTULO 3: Lâmpadas e Dispositivos 27
3.1 - Lâmpadas ......................................................................................... 27
3.2 - Lâmpadas Incandescentes ................................................................. 27
3.3 - Lâmpadas de Vapor Metálico ........................................................... 28
3.4 - Lâmpadas Fluorescentes ................................................................... 28
3.5 - Fusíveis ............................................................................................ 30
3.6 - Disjuntores ....................................................................................... 31
CAPÍTULO 4: Capacitores 33
4.1 - Constituição dos Capacitores ............................................................ 33
4.2 - Os Tipos e Modelos de Capacitores .................................................. 35
4.3 - Os Capacitores Eletrolíticos .............................................................. 36
4.4 - O Capacitor Como Temporizador e Constante de Tempo .................. 37
4.5 - Associação de Capacitores ................................................................ 40
4.6 - Escrevendo os Valores dos Capacitores ............................................. 41
4.7 - O Código de Cores dos Capacitores .................................................. 43
4.8 - Reatância Capacitiva ........................................................................ 49
CAPÍTULO 5: Corrente Contínua 51
5.1 - Tipos e Valores da Corrente Elétrica ................................................. 51
5.2 - Baterias e Acumuladores .................................................................. 52
CAPÍTULO 6: Corrente Alternada 55
6.1 - A Geração de AC ............................................................................. 55
6.2 - Valor Eficaz (RMS) ......................................................................... 56

x Manutenção de Televisão LED e 3D
CAPÍTULO 7: Magnetismo 59
7.1 - Natureza e Propriedades ................................................................... 59
7.2 - Eletromagnetismo ............................................................................. 61
7.3 - Indutância ........................................................................................ 63
7.4 - Associação de Indutores .................................................................... 65
7.5 - Relé .................................................................................................. 68
CAPÍTULO 8: Transformadores 70
8.1 - Construção e Funcionamento ............................................................ 70
8.2 - Tipos de Construções ........................................................................ 72
8.3 - Características de Funcionamento ..................................................... 73
8.4 - Autotransformador ........................................................................... 74
8.5 - Características dos Transformadores do Tipo Isolador ...................... 75
8.6 - Fator de Potência .............................................................................. 76
8.7 - Projeto de um Transformador ........................................................... 77
8.8 - Prática - Medidas no Transformador ................................................. 85
CAPÍTULO 9: Semicondutores 86
9.1 - Estrutura Atômica dos Semicondutores ............................................. 86
9.2 - Condução da Corrente nos Semicondutores Tipo “N” e Tipo “P” ... 88
9.3 - Como é Construído um Diodo ........................................................... 89
9.4 - A Passagem da Corrente num Sentido e no Oposto ............................ 90
9.5 - Diagramas de Polarização do Diodo .................................................. 91
9.6 - Símbolo e Aparências dos Diodos ..................................................... 92
9.7 - Circuitos Retificadores ..................................................................... 93
9.8 - Diodos Especiais .............................................................................. 95
9.9 - Prática com o LED ........................................................................... 98
9.10 - O Display Numérico a LEDs (7 Segmentos) .................................... 100
CAPÍTULO 10: Transistores 104
10.1 - Tipos de Transistores ...................................................................... 104
10.2 - Transistor NPN .............................................................................. 105
10.3 - Transistor PNP ............................................................................... 108
10.4 - Amplificadores Transistorizados ..................................................... 109
10.5 - Ponto de Corte e Saturação do Transistor ........................................ 112
10.6 - Polarização de Transistores ............................................................. 113
10.7 - Transistores Especiais .................................................................... 115
10.8 - Tiristores ........................................................................................ 118
10.9 - Práticas com Transistores ............................................................... 120
CAPÍTULO 11: Circuitos Integrados 121
11.1 - Tipos de Circuitos Integrados .......................................................... 121
11.2 - Amplificadores Operacionais .......................................................... 122
11.3 - Práticas com Circuito Integrado ...................................................... 123
11.4 - Potência de Saída dos Amplificadores ............................................. 125
11.5 - Medindo a Potência dos Amplificadores .......................................... 126

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos xi
CAPÍTULO 12: Eletrônica Digital 128
12.1 - Eletrônica Digital ............................................................................ 128
12.2 - Famílias de Circuitos Integrados, Portas Lógicas ............................. 132
CAPÍTULO 13: Instrumentos de Medida 134
13.1 - Multímetros .................................................................................... 134
13.2- Medidas com o Multímetro e com osciloscópio analógico............. 136
13.3 - Osciloscópio Analógico .................................................................. 137
13.4 - Formas de Ondas ............................................................................ 138
13.5 - Amplitude ....................................................................................... 138
13.6 - Freqüência ...................................................................................... 139
13.7 - O Osciloscópio Analógico ............................................................... 139
13.8 - Medidas de Tensão ......................................................................... 142
13.9 - Medidas de Freqüência ................................................................... 143
CAPÍTULO 14: Teste de Componentes 145
14.1 - Teste de Diodos .............................................................................. 145
14.2 - Teste de Diodo Zener ...................................................................... 146
14.3 - Teste de Transistor de Baixa Potência ............................................. 146
14.4 - Teste de Transistor de Alta Potência ............................................... 148
14.5 - Teste de MOSFET .......................................................................... 149
14.6 - Teste de Componentes SMD ........................................................... 149
14.7 - Teste de Transistores ...................................................................... 150
14.8 - Teste com Multímetro Digital ......................................................... 152
14.9 - Como fazer uma placa de circuito impresso ...................................... 160
BIBLIOGRAFIA E REFERÊNCIAS 162

xii Manutenção de Televisão LED e 3D

Eng. Arilson Bastos & Paulo Roberto dos Santos 1
1
TELEVISÃO LCD
VERSUS
TELEVISÃO LED
1.1 - Funcionamento Básico da TV LCD
Antes de iniciarmos o estudo da fantástica tecnologia LED há a
necessidade premente de apresentarmos dois diagramas de blocos os quais
o caro técnico terá a oportunidade de compara-los entre si e antever as
diferenças do diagrama de um televisor convencional LCD com o diagrama
do televisor LED.
Considerando quem nem todos os leitores têm experiências anteriores
sobre a televisão LCD, oferecemos a seguir um resumo que para alguns
será uma revisão, o qual com certeza completará as informações. Enquanto
para outros será um estudo novo, que dará o alicerce necessário ao encontro
do fantástico televisor LED.
Vamos verificar agora a diferença entre o televisor com display LCD
e o outro com o display LED.
A tecnologia vem evoluindo de forma cada vez mais acelerada e lidamos
diariamente com muitas informações sobre os benefícios que cada uma delas
proporciona. É cada vez mais difícil acompanhar todas as novidades que o
mercado oferece. Quando escolher, por exemplo, um produto com tecnologia
LCD ou LED? Nos produtos com a tecnologia LCD (Liquid Crystal Display –
Tela de Cristal Líquido), a imagem é formada no cristal líquido a partir do feixe
de luz por lâmpadas miniaturas fluorescentes, que fica atrás da tela. Os
aparelhos de LCD são leves , possuem baixo consumo de energia, telas
finas, melhor nível de contraste (proporcionando cores mais vivas), oferecendo
um nível de contraste de aproximadamente 30000:1.
A tecnologia LED (Light Emitting Diode) é basicamente a evolução da
LCD, quase todos os circuitos são iguais , o que difere é a tecnologia de
iluminação da tela que utiliza também o display LCD.A iluminação é feita por

2 Manutenção de Televisão LED e 3D
um painel de diodos emissores de luz atrás do display de cristal líquido e
ocupam menos espaço do que as lâmpadas fluorescentes. Por isso esses
aparelhos são mais finos na sua profundidade, pois os diodos led’s
disponibilizam mais uniformidade da luz traseira, regulagem na intensidade
da luz com mais precisão e muito mais forte (brilho). Este oferece um nível
de contraste de aproximadamente 3000000:1. Vejam aí a grande diferença.Na
sequência apresentamos algumas siglas encontradas em alguns manuais
técnicos .
SIGLAS ENCONTRADAS NOS MANUAIS TÉCNICOS
ADC – Conversor analógico / digital
ARSENAL - CI de processamento de vídeo .Este envia os sinais até o
Scaler
BGA – CI que usa a tecnologia de solda por esferas em vez de pinos na
PCI
BLU – Unidade back-light (luz trazeira) no display LCD
CCFL – lâmpadas fluorescentes de catodo frio, utilizadas no back-light
LCD
CVBS – Sinal de vídeo composto que contém luminância e croma
CHELSEA – CI DSP /scaler normalmente é separado do chip Arsenal
DDR – CI Memória rápida com 2 canais de transferência de dados
DRAM – CI Memória dinâmica RAM
DSP – CI Processador digital de sinais, possui internamente o Scaler
DVI – Interface de sinal de vídeo digital
EEPROM – CI memória que grava e apaga dados eletricamente
FLASH – CI memória rápida que contém o firmware gravado na fábrica
HDMI – Interface multimídia de alta definição ( contém áudio e vídeo
digitais)
HERCULES – CI de processamento de vídeo quando é separado do
Scaler
ISDB-T – Serviço integrado de tranmissão digital terrestre.(padrão no
Brasil)
LATAM – América latina
LVDS – Sinais diferenciais em baixa voltagem (trilhas que ligam a placa até
o display)

MPEG – Formato digital (moving picture expert group), de imagens em
movimento.
MUTE – Inibe áudio ou vídeo de um sistema com um pulso determinado.
NAFTA – Equipamentos fabricados ou oriundos da América do Norte
(USA).
OSD – On Screen Display (caracteres que a parecem na tela).
PCB – Placa de circuito impresso.
PWB – Placa de circuito impresso.
PIP – Picture in Picture (tela dentro da outra tela).
PLL – Elo de fase travada (circuito utilizado nos osciladores, Seletronic).
PWM – Modulador por largura de pulso (oscilador da fonte chaveada).
PS-ON – Pulso de 5 VDC que liga a Tv através do MICON.
BL-ON – Pulso de 5 VDC que liga o backlight da Tv LCD/LED.
P-DIN – Pulso que controla a luminosidade da tela LCD/LED. (varia entre 1
a 5 VDC).
RAM – Memória volátil utilizada no MICON
RESET – Pulso que inicializa o circuito do MICON.
SCL – Sinal de Clock do barramento digital (I2
C).
SDA – Dados seriais bidirecional (I2
C).
SDRAM – Memória RAM dinâmica volátil. Utilizada no CI DSP.
SIF – Sinal do canal de FI (sistema de televisão).
SMPS – Fonte de alimentação chaveada.
SSB – Placa principal de processamento (placa lógica).
S-VIDEO – É o sinal de vídeo Y e C.
SNNUBER – Transformador da fonte chaveada.
SUB-WOOFER – Caixa acústica para sons graves (120Hz).
SURROUND – Som envolvente do sistema 5.1
THD – Distorção harmônica total.
TRAP – Filtro tipo armadilha.
VIDEO COMPONENTE – Sinais de video Y, R-Y, B-Y.
XTAL – Cristal oscilador QUARTZ.
STB – Equipamento SET TOP BOX.
T-COM – Placa que conecta a SSB via LVDS com o Display LCD.
TFT – Transistores do tipo MOSFET que se encontram na tela LCD.
TMDS – Sinais diferenciais para a redução de ruido.
UART – Recepção e transmisão universal de dados.

USB – Barramento serial universal (Alta velocidade de transferência de
dados).
URSA – Circuito integrado utilizado em alguns televisores para dar mais
velocidade na transferência de quadros.
YPbPr – Sinal de vídeo componente: Luminância R-Y e B-Y.
Y – Sinal de luminância.
ZOOM – Aproximação da imagem.
1.2 - Funcionamento Básico do Televisor LCD
Acreditamos que o caro leitor já tenha conhecimentos sobre a
manutenção de televisores LCD. Se naõ, recomendamos adquirir o livro
MANUTENÇÃO DE TELEVISÃO LCD, deste mesmo autor para não sermos
redundantes na ordem didática dos capítulos. Então, vamos revisar
sucintamente o assunto: Através do diagrama de blocos da Fig 1 podemos
identificar alguns chips que consideramos os mais importantes para a
manutenção do TV LCD, também monitor. O sinal de RF é ligado ao
sintonizador diretamente através de um cabo de 75 Ù. Do seletronic seguem
os sinais FI de som para o decodificador stereo, e vídeo composto para o
processamento de vídeo, chamado de HÉRCULES.
Os sinais R.G.B. podem ser inseridos na placa mãe em duas
modalidades:
Analógico através do conector DB15, ou Digital pelo conector DVI,
(definição Standard) ou HDMI (alta definição).
Estes sinais são selecionados por um CI específico switch
(chaveador), o qual seleciona a fonte de sinal desejada inserida.
Quando esta for DB15, os sinais R.G.B. do PC (analógico) irão
diretamente para um conversor A/D. Na saída deste CI já obtemos sinais
digitais os quais adentram no Scaler (CI controle de varredura do painel LCD).
Este utiliza um clock para o pixel o qual é gerado pelo PLL para cada modo
de resolução, escalonando os bits R.G.B. padrão para os pixels
correspondentes. Normalmente, a faixa do clock do pixel está entre 25 a 135
MHz. (65 MHz é o clock típico). O scaler capta o sinal de vídeo e faz a
interpolação dos pixels dependendo da resolução para no máximo 1.280 x
1.024 pixels com sinais TX, RGB, de 24 bits.
A partir deste ponto, surgem os sinais diferenciais LVDS com os
pulsos de clock e sync. Todos esses sinais são controlados através do

Micom (CI microcontrolador) que gerencia todo o funcionamento do TV/
Monitor.
Nas saídas dos chips LVDS TX, é observado dois sinais simétricos
para cada cor R.G.B., com polaridades invertidas, eliminando assim a
possibilidade de ruídos EMI ( interferência eletromagnética). A saída deste é
realizada através de um conector que vai até o painel onde se encontra o
chip LVDS RX.
Alguns modelos de TV/monitores, e como exemplo, TV LED marca
LG 23" o chip LVDS TX está incluso no encapsulamento do chip Scaler, neste
caso é utilizado o chip DSP,otimizando-o.
Quando é selecionada a entrada digital, este sinal é acoplado através
do conector DVI, que será “bufferizado”; este integra a tecnologia TMDS,
interligando diretamente ao Scaler, “by-passando” o conversor A/D. A partir
daí a seqüência é semelhante a entrada DB15, já explanada acima.
Este TV/monitor trabalha com uma fonte externa chaveada que tem
como saída a tensão de 19 V.Apartir daí é entregue a alguns chips reguladores
power Step- down e power Step-up que geram tensões diferenciadas de 12V,
5 V, 3.3 V e 1,6 V, na PI principal.
A tensão de 19V alimenta diretamente o inversor das lâmpadas backlight.
Importante: O TV LCD não possui estágios de deflexão horizontal e deflexão
vertical.Asua varredura é realizada através de matrizes de pixels
que são habilitados com o sinal de vídeo no Scaler.
A figura 1.1, mostra um diagrama de blocos simplificado,didaticamente
ilustrado que apresenta as interligações de seus estágios mais importantes.
Este é válido como estudo para qualquer marca e modelo de TV LCD
disponível hoje no mercado nacional e estrangeiro.
Funções de cada estágio da TV LCD (figura 1.1)
1. CI Scaler – Fisicamente é o maior entre todos os CI’s. Tem como
função: Conversor A/D, processador gráfico de vídeo, escalonar os
bits entrelaçados/progressivos, determinar a resolução , gerador de
texto ,On Screen display e bufferizar os sinais LVDS.
2. Processador de Vídeo e Texto (também chamado de Hércules) –
Este CI é o processador dos sinais RGB, S-Vídeo , e Vídeo Composto.
3. Módulo LCD – Este é o display de cristal líquido, é a tela que converte
os sinais vindos do CI Scaler em imagens da TV.

4. Fonte Inversora (Inverter) – É a fonte de alta tensãoAC, que polariza
as lâmpadas fluorescentes CCFL (backlight).
5. Micro – Também chamado de MICON é o microcontrolador que
gerencia todas as funções da TV.
6. CI HDMI – Este é quem converte o processamento do sinal de vídeo
digital em HD (alta definição).
7. Seletor Varicap – É o sintonizador de canais eletrônico (Seletronic).
8. Processador de Áudio – Faz o processamento analógico do áudio.
9. Saída de Áudio – Amplificador de potência do áudio.
10. Decodificador de Áudio – Decodifica o sinal Stereo/SAP.
11. Fonte chaveada – Fonte de alimentação principal.
12. Reguladores de Tensão – São CI’s que fornecem as tensões
necessárias para todos os circuitos da TV, a partir da fonte principal.
13. CI switch – Este seleciona e chaveia a função solicitada pelo usuário.

Fig. 1.1

1.3 - Funcionamento Básico do Televisor LED
A grande diferença entre os televisores LCD e LED é exatamente no
tipo de tecnologia de iluminação de cada display. Veremos mais tarde com
detalhes a tecnologia back light utilizada nos televisores LED.
Back light ou também chamado de Luz de fundo é a luz gerada para projetar
o feixe sobre o cristal liquido.
Antes de falarmos sobre a tecnologia da LED TV, é preciso entender o
que são LEDs. Basicamente, LEDs são diodos (semicondutores) pequenos
que se ajustam facilmente em um circuito elétrico. Mas diferentemente das
lâmpadas incandescentes comuns, eles não têm filamentos que se queimam
e não aquecem muito. Além disso, eles são iluminados somente pelo
movimento de elétrons em um material de silício e duram tanto quanto um
transistor padrão. Os LEDs são baseados em diodos semicondutores.
Quando o diodo é polarizado no sentido direto este acende (ligado). Os
elétrons são capazes de se recombinar em cavidades, e a energia é liberada
na forma de luz. Esse efeito é chamado eletroluminescência e a cor da luz é
determinada pelo intervalo de energia do semicondutor, que varia em cada
material semicondutor usado .
A figura 1.2 mostra um painel traseiro de uma tv lcd com as suas
Calhas retangulares de plástico contendo no seu interior Lâmpadas backlight
fluorescentes dispostas ao longo.
OBS : Enquanto o TV LCD convencional utiliza lâmpadas fluorescentes que
por sua vez possui inversores de alta tensão Backlight, o TV LED utiliza
controladores de baixa tensão para alimentar os leds, por isso a possibilidade
de defeitos é menor em TV LED.
Normalmente a tensão em
cada led é de 1,5Volts, entretanto
são interligados em série 4 a 4
ou blocos de 8X8 e também
ligados em fontes
independentes de 20, 48V ,90V
ou mais Volts.Depende da
marca da TV.
Fig. 1.2 - painel traseiro de uma TV
LCD

Apresentando as tiras horizontais com os blocos de leds por toda a
tela.
Este método chamado de Local Dimming é para televisores maiores
que 40".Os TV’s menores utilizam apenas blocos verticais com led’s na lateral
da tela.
Tecnologias LED / TV
As tecnologias aplicadas na contrução dos televisores LED podem se
apresentar de três formas:
LED’s RGB Dinâmico - Os leds são posicionados atrás do painel LCD;
normalmente saõ coloridos R,G,B e branco e são controlados por um estágio
chamado de Dimming local, que controla individualmente a luminosidade de
um ponto determinado da tela.
Edge LED’s - Os leds são posicionados na borda lateral esquerda ou
direita ou nas quatro bordas da tela do painel LCD; depende da marca e
polegadas do display, normalmente para aparelhos abaixo de 32 “ . Neste
caso utiliza-se difusores de luz especial para tornar uniforme a distribuição
luminosa em toda a extensão da tela, também chamados de EDGE LIT.
Quando o controle de luminosidade é feito de uma só vez em toda a tela, é
chamado de Full Dimming
Full Array LED’s - Também chamado de Direct LED Neste caso utiliza-se
leds brancos em toda a extensão da parte trazeira da tela. O controle de
luminosidade pode ser Local Dimming ou Full Dimming, depende da marca.
O processo Local Dimming é o mais eficaz. Os blocos de luz atuam
diretamente sobre cada pixel, controlados por sensores. Quanto maior o
número de blocos mais eficiente é a iluminação no display; normalmente
esses aparelhos trabalham com 128 blocos, mas já existem com mais
números de blocos.
Como por exemplo, a TV Sony BRAVIA XBR8. Este modelo não tem
as mesmas funcionalidades das outras marcas como a Samsung ou a LG;
mas a Sony deu mais atenção para a parte interna da TV. O recurso aqui é a
tecnologia LED, é a XBR8, apelidado Triluminos. Montado atrás do painel
LCD são aproximadamente 128 clusters (128 segmentos de blocos com
led’s). Ao contrário dos LED’s de luzes brancas nos outros televisores de
LED, cada cluster no XBR8 contém uma luz vermelha, duas verdes e uma
luz azul; as cores de base se integram diretamente à retina do olho. O
resultado é uma iluminação local dimming, que produz as cores mais puras

mais realistas e atraentes que qualquer aparelho de televisão pode oferecer.
No capítulo que apresenta exclusivamente o Back light, informamos com
mais detalhes técnicos.
Descrição dos estágios da TV LED
Observando os dois diagramas de blocos ( TV LCD e TV LED) podemos
compara-los entre si e fazer uma pequena análise e ratificar o que falamos
inicialmente.A diferença é muito pequena, todos os circuitos são praticamente
similares; o que muda realmente é o método de iluminar o display LCD.
Entretanto, como esta nova tecnologia é recente, os fabricantes já
desenvolveram novos chips para aplicações imediatas , por exemplo “ ON
Chip”.
Esta tecnologia denominada “Um Chip”contém vários chips em uma
só pastilha, formando que chamamos de DSP ( processador digital de
sinais). Na gíria técnica , chamamos de CHIPÃO tipo BGA .(com mais de
100 pinos).
O que tem dentro do DSP ?
Lá dentro encontramos por exemplo, vários conversoresA/D, Memórias
sdram,cpu,processador de vídeo, clock,circuitos TMDS, LVDS e Scaler.
Com esta técnica minimizamos ruidos na entrada de vídeo e áudio,
como tambem EMI (interferências eletromagnéticas) no circuito de RF.
Descrição sumária da fonte de alimentação:
O televisor que citamos como exemplo é um TV/monitor que trabalha
com uma fonte chaveada convencional e tem como saída a tensão de 80 V.
A partir daí, esta voltagem é entregue a alguns chips reguladores chopper
power Step-down e power Step-up que se encontram na placa principal
também chamada de placa mãe ou placa lógica, que geram tensões
diferenciadas entre 150 V, 20V,5V,3.3 V e 1,6 V.
A tensão de 3,3 V alimenta o seletor de canais (seletronic tuner).
A tensão de 5V é a responsável pela referência Stand – By do aparelho.
Importante: O TV LED possui uma outra tensão específica para alimentar o
estágio Driver dos led’s. O qual irá controlar a luminosidade dos
led’s por um dos processos já vistos. Possui outra tensão que
alimenta diretamente os blocos contendo os Led’s em série
presos nas bordas do painel, ou em toda a extensão da tela. A

figura 1.3, mostra um diagrama de blocos
simplificado,didaticamente ilustrado que apresenta as
interligações de seus estágios mais importantes. Este é válido
como estudo para qualquer marca e modelo de TV LED
disponível hoje no mercado nacional e estrangeiro.
Funções de cada estágio da TV LED (figura 1.3)
1. CI HDMI – Este é quem faz o processamento do sinal de vídeo digital
em HD (alta definição).
2. CI interface USB . Este CI controla a entrada e saida de sinais digitais
via USB.
3. Micro – Também chamado de MICON é o microcontrolador que
gerencia todas as funções do painel , teclado e controle remoto da
TV.
4. DSP – Fisicamente é o maior entre todos os CI’s. Utiliza a tecnologia
FPGA e tem como função: .Conversor A/D, processador gráfico de
vídeo, escalonar os bits entrelaçados/progressivos, determinar a
resolução , gerador de texto, On Screen display e bufferizar os sinais
LVDS, e Scaler (Lake e SVP-LX).
5. Memórias Sdram – Memória volátil que auxilia o chip DSP a armazenar
dados de vídeo.
6. Memória EEprom. Memória não volátil que contém informações do
status da TV.
7. Seletor Varicap – É o sintonizador de canais eletrônico (Seletronic).
8. Decodificador de Áudio digital – Decodifica o sinal Stereo/SAP,
converte sinal digital /analógico, e amplificador de potência de áudio
stereo.
9. Módulo LCD – Este é o display de cristal líquido; é a tela que converte
os sinais vindo do CI DSP (Scaler) em imagens da TV.
10. Fonte chaveada – Fonte de alimentação da placa principal.

11. Fonte Inversora (Inverter) – É a fonte de baixa tensão DC, que
polariza o conjunto de LEDs através do chopper e Local-Dimming
(backlight).
12. Placa T.CON. placa que é a interface entre o DSP e o display LCD,
esta utiliza sinais LVDS.
Fig. 1.3
DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM TELEVISOR LED

2
CARACTERÍSTICAS
DOS
TELEVISORES
LCD E LED
2.1 - Tendências dos Televisores
O Display de Cristal Líquido, também chamado de LCD (Liquid Crystal
Display), surge no mercado como a grandiosa aposta das indústrias para
um futuro bem próximo. É o único concorrente com as outras tecnologias,
como tubo de Raios Catódicos (TRC) e plasma. É uma tecnologia bastante
recente em televisores, mas já está perdendo para o LED. É um pouco mais
caro, mas a tendência mostra a diminuição do custo no mercado mês a
mês.
Estamos bastante convictos que futuramente o plasma deverá ficar
restrito aos TVs com mais de 100’’. Enquanto o LCD terá hegemonia entre
as telas (screens) de menor tamanho, juntamente com os LED’s.
Existe uma certa semelhança entre as tecnologias de telas, vistas
através da imagem. Entretanto, no interior dos equipamentos, esses displays
possuem muitas diferenças fundamentais entre si.
A primeira delas está relacionada diretamente com a resolução. Esta
é medida em pixels (elementos de imagem).
Existem telas de plasma com especificações de 1280 x 720; por outro
lado, encontramos no mercado, display LCD com resoluções 1.280 x 768,
1366 x 768 e na máxima resolução comercialmente produzida 1920 x 1080
(Full HD).
Isto nos informa categoricamente que qualquer um dos equipamentos
terá condições de reproduzir imagens em HDTV (alta definição) com
resolução de 720 pixels.
Os televisores LCD têm uma grande vantagem com relação à
resolução; entretanto, não podemos ratificar sobre o contraste. Este é o maior
desafio que as indústrias têm pela frente. Normalmente, hoje, os gradientes
de contraste no LCD não vão além de 30.000:1.

Nos televisores de LED, esse gradiente pode chegar até 3.000.000:1.
O ângulo de visão das telas LED’s é de aproximadamente 10º maior
do que o do LCD, ficando em torno de 170º, o que nos permite visualizar bem
a tela do televisor se estivermos em frente do equipamento, ou razoavelmente
nas laterais.
2.2 - Formação da Imagem
O funcionamento básico de um display LCD, se dá através do
processamento de imagens digitais, a partir de painéis com pequeníssimos
cristais, os quais são estimulados através de impulsos elétricos.
A tela, display LCD é formado por dezenas de milhares de pixels, que
são pontos minúsculos contendo cada ponto três cores básicas, que são:
Vermelho, azul e verde. Estas cores todas combinadas com certa
proporcionalidade, atingem ao usuário, frontalmente através de filtros R.G.B.
Na realidade, basicamente, os cristais quando são estimulados por
um pulso elétrico tornam-se opacos e daí são filtrados através dos
dispositivos pós-polarizadores de acordo com a intensidade e matiz a ser
reproduzida.
Podemos afirmar que hoje, todas as telas LCD são do tipo matriz
ativa. Estas utilizam micro-transistores TFT (Thin - Film - Transistor),
traduzidos por transistor de filme fino.
Eles são capazes de controlar com segurança o fluxo de elétrons
que polarizam os cristais.
Cada elemento de verde, azul ou vermelho é controlado isoladamente,
individualmente sem interferências entre eles, gerando dessa forma pequenas
graduações de luz e cor, traduzindo em variações de cor.
Para que o leitor tenha uma idéia, um display LCD TFT é capaz de
reproduzir até 16,8 milhões de cores, com proporções de 256 gradientes
para cada cor correspondente.
Com esta nova tecnologia TFT, cria-se uma imagem com mais
realismo e nitidez.
A relação de aspecto utilizada é com o formato 16:9, e possuem hoje
diversos tamanhos de tela.
Conforme foi explicado no cap.1, os televisores de LED utilizam a
mesma tecnologia do display LCD; o que modifica é apenas o sistema do
Back Light.

TV LCD FULL HD
Antigamente, existiam basicamente três tipos de telas quando o assunto
era televisor LCD: Standard, HD, e Full HD. A diferença entre elas está na
quantidade de pixels que compõe a tela do televisor.Por causa dessa
característica, existe uma limitação para exibição de um sinal de alta definição
(HDTV), que pode apresentar 720 linhas progressivas (720p), 1080 linhas
entrelaçadas (1080i), ou 1080 linhas progressivas (1080p).
CUIDADO: Os modelos de televisores mais baratos são equipados com
tela de display Standard,conexão DVI, com resolução de 852 X 480 pixels.
Apesar de serem compatíveis com os sinais de 720p e 1080i; entretanto
,não são capazes de reproduzir sinais de vídeo HDTV.
Hoje a maioria dos TVs LCD com a tela acima de 19 polegadas oferece
1080 linhas com conexão HDMI.
2.3 - Componentes do Display LCD
O surgimento das telas de LCD só foi possível graças à descoberta
de um cristal líquido conhecido por “Twisted Nematics” (TN). Essa substância
apresenta uma estrutura mecânica torcida, por isso o nome “twisted” (torcido
em português). Ao receber uma descarga elétrica, suas moléculas são
alteradas, distorcendo o cristal, e conseqüentemente alterando as
características mecânicas e ópticas. Além disso, variando a intensidade
aplicada àquela substância, pode-se fazer o controle total do ângulo em que
as partículas cristalinas são torcidas.
O módulo de cristais líquido é formado por diversos componentes,
os quais descrevemos a seguir:
Backlight: Os displays de tubo e plasma, emitem luz por meio de elétrons que
colidem com uma camada de fósforo presente na tela; o cristal líquido não é
capaz de gerar luz. No LCD, isso é feito com a ajuda de uma lâmpada
fluorescente, chamada backlight, colocada na parte traseira da tela. O controle
da luminosidade emitida pelo backlight em cada pixel (ponto) da tela é feito
pela camada de cristal líquido. Segundo os fabricantes, os atuais backlights
apresentam vida útil de até 60 mil horas, o que equivale a 20 anos, usando o
TV oito horas por dia. Para melhorar a taxa de contraste dos TVs de LCD,
novos modelos estão sendo fabricados com backlight de LED (Light Emitting
Diodes).

Polarizadores: Como sabemos as ondas de luz se propagam em todas
as direções. A função do polarizador é filtrar os raios de luz, deixando passar
as ondas apenas em uma única direção. Dentro da tela, um dos polarizadores
filtra os raios no sentido vertical e o outro no sentido horizontal. É graças a
esses filtros polarizadores que o controle da passagem de luz entre o cristal
líquido é possível de ser realizado.
Pastilhas de Cristal Líquido: A tela do display de LCD é formada por
milhares de pequenas “pastilhas” de cristal líquido. Quando uma certa descarga
elétrica é aplicada em um cristal líquido, este se alinha com os filtros
polarizadores, permitindo a passagem da luz. Com a variação da descarga
elétrica, é possível controlar o ângulo de alinhamento do cristal líquido com o
filtro polarizador, determinando assim a quantidade de luz que passará por
aquele ponto da tela.
Eletrodos: Sabemos que cada ponto da tela é identificado por meio de
uma malha de eletrodos - verticais e horizontais - localizada entre os cristais
líquidos, formando assim uma matriz. Definido o eletrodo vertical e o
horizontal, é possível aplicar uma determinada descarga elétrica em qualquer
um dos pontos do cristal líquido da tela. Isso permite controlar a intensidade
do brilho nos pixels.
Filtros de Cor: Nas telas monocromáticas, como no display dos relógios,
por exemplo, a passagem da luz irá determinar se a cor será preta ou branca.
Nas telas coloridas, cada pixel é formado por filtros coloridos nas cores
vermelha, verde e azul (o conhecido RGB). A combinação desses três pontos
coloridos é que irá formar o pixel colorido na tela, gerando assim as imagens.
2.4 - Características do Display LCD
Para que o técnico obtenha um diagnóstico com segurança ao atender
o cliente, o mesmo deverá ter o mínimo de conhecimentos técnicos
pertinentes as características do televisor LCD, que ele esteja reparando.
As características principais são:
Tempo de Resposta:
Como originalmente as telas de LCD foram criadas para utilização em
notebooks, tendo este como principal aplicação a reprodução de imagens
estáticas, o tempo de resposta só se tornou um fator importante com o início
de aplicações em vídeo no PC e com o primeiros televisores de LCD.
O tempo de resposta indica o quanto um pixel demora para ir do preto,
para o branco e em seguida retorna para o preto. Um display com tempo de
resposta de 12 ms, por exemplo, leva 0,012 segundos para completar esse

ciclo. Um outro display com tempo de resposta baixo, em cenas com
movimentos rápidos, irá apresentar imagens com o conhecido efeito Blur
(mancha), também chamado de efeito fantasma. Isso porque o pixel do quadro
anterior permanecerá registrado na tela.
Apesar de ser importante, o tempo de resposta apenas indica o quanto
o pixel leva para ir do preto para o branco e retornar para o preto. Em condições
reais, é raro isso acontecer. Na reprodução de um vídeo, os pixels alteram
de uma escala de cinza para outra. Como o cristal líquido responde mais
rápido com tensões mais altas, como é o caso da transição entre o preto e o
branco, o tempo de resposta acaba não indicando o quanto a tela demora
para transitar entre uma escala de cinza e outra. Apenas alguns fabricantes
informam o tempo de resposta, tendo como referência a transição entre duas
escalas de cinza diferentes. Por esse motivo, essa especificação não pode
ser seguida à risca para comparar os modelos.
Taxa de Contraste:
Essa especificação indica o número de graduações de cinza que o display é
capaz de apresentar. Um modelo com 3.000:1 de taxa de contraste, por
exemplo, pode gerar 3.000 gradientes de cinza entre as cores preta e branca.
Quanto maior a taxa de contraste, mais cores o monitor será capaz de exibir
na tela. No caso do display de LCD, a taxa de contraste vale o mesmo tanto
para ambientes claros como escuros. Já os valores da taxa de contraste
apresentada pelos displays de plasma só são válidos em ambientes escuros.
Além disso, a medição da taxa de contraste em um plasma é feita sem o
filtro de proteção EMI (Electromagnetic Interference) que reveste a tela. Por
esse motivo, não é possível comparar diretamente a taxa de contraste de
um LCD com a de um plasma.
Brilho:
O brilho de uma tela LCD é especificado em candelas por metro quadrado
(cd/m2
). Quanto maior esse valor, mais brilho terão as imagens geradas pelo
televisor. Assim como a taxa de contraste, não é possível comparar
diretamente o brilho de um LCD com o de um plasma.
Resolução:
A resolução de uma TV LCD é indicada pela quantidade de pixels verticais e
horizontais. Quanto maior a resolução, maior o número de pixels presentes
na tela.

Consequentemente telas com mais pixels podem gerar imagens com
uma definição de imagem melhor. Uma TV com resolução de 640 x 480
pixels, por exemplo, apresenta 480 linhas horizontais, sendo cada linha
formada por 640 pontos. Os modelos existentes hoje apresentam diversas
resoluções: 640 x 480, 800 x 600, 854 x 480, 1.280 x 720, 1.280 x 768, 1.366
x 768 e 1.920 x 1.080 pixels.
Para conseguir exibir sinais de alta definição com 720p (720 linhas
progressivas), o aparelho deve apresentar, no mínimo, resolução horizontal
de 720 pixels. Um aparelho com resolução horizontal de 720 ou 768 pixels,
apesar de conseguir reproduzir sinais de 1.080i (1.080 linhas entrelaçadas),
não é capaz de gerar todos os 1.080 pixels da imagem. Nesse caso, a TV
processa o sinal tornando a imagem compatível com a resolução da tela.
Para exibir um sinal de 1.080i com resolução integral, é necessário que o
display apresente 1.920 x 1.080 pixels.
Conexões:
Vídeo Composto, S-Vídeo e Vídeo Componente são conexões presentes na
maioria dos televisores de LCD. Como também as conexões digitais, DVI e
HDMI, são facilmente encontradas, nos televisores mais sofisticados de LED.
Outra conexão presente em quase todos os modelos de TV LCD é a entrada
RGB, para conexão do sinal de vídeo do computador.
Ângulo de Visão:
O ângulo de visão já foi um dos principais problemas do LCD. Essa
especificação indica quais os ângulos máximos, vertical e horizontal, em
relação ao centro da tela, em que é possível ter visão integral das imagens.
Hoje, diversos modelos apresentam ângulo de visão superior a 180º, tanto
vertical quanto horizontal.
Relação Contraste/Brilho:
Quanto maior a capacidade de diferenciação entre o claro e o escuro será
melhor. Você terá mais nitidez na visualização das cores de tons
semelhantes. Um display com uma relação 30.000:1 é melhor que um 3.000:1,
por exemplo.
2.5 - A Física do Cristal Líquido
O cristal líquido LCD é um material orgânico que foi descoberto há
muitos anos atrás.Este é formado por um elemento líquido o qual exibe uma
estrutura molecular cristalina que reconstitui um sólido. Se o caro leitor
visualizar internamente, através de um microscópio a parte interna do LCD,

verá uma grande matriz em forma de barras horizontais e verticais. No estado
normal, o LCD é virtualmente limpo, e a luz atravessa totalmente em linha
direta o painel do LCD. Quando um material LCD é montado dentro do painel
do display, as moléculas têm uma tendência de torção. Este fenômeno foi
descoberto acidentalmente. Quando uma voltagem é aplicada através de
um LCD, força as moléculas entre os eletrodos ativos a se estenderem.
Quando a voltagem é removida aquelas moléculas estendidas retornam à
forma normal, anteriormente torcidas. Mais tarde, experiências posteriores
revelaram um interessante fenômeno quando o material é polarizado com a
luz, posta em ambos os lados da camada do cristal líquido (LC). As áreas do
material LCD que são excitadas por uma voltagem externa volta a ser escura
e visível. Quando a voltagem é removida, a área se torna limpa e, novamente,
invisível por completo. Um polarizador é utilizado, o qual é um filme fino que
permite que a luz atravesse somente em um sentido.
Esses cristais líquidos que são formados por materiais orgânicos
especiais mudam do seu estado sólido para o estado intermediário entre o
sólido e o líquido, dependendo da polarização que estão submetidas as
camadas cristalinas a qual é proporcional a tensão aplicada, gerando dessa
forma a fase nemática.Neste caso, as suas moléculas tendem a apontar na
mesma direção, como num sólido, porém podem se mover para outras
direções como acontece na forma líquida. As telas do LCD, possuem cristais
do tipo TN, (Twisted Nematic), que têm as suas moléculas torcidas
normalmente e quando é aplicada uma tensão nas suas bordas, as moléculas
desviram-se em vários graus, dependendo da corrente e dessa forma se
possibilita o controle da luz que atravessa esses cristais. Ver Fig. 2.1 e Fig.
2.2.
Fig. 2.1
Moléculas desalinhadas não conduzem a
luz totalmente. O vídeo aparece na
tela pois há contraste e luz.
Fig. 2.2
Moléculas alinhadas conduzem a luz. A
tela acende com todo brilho, totalmente
branca. O vídeo não aparece na tela.

2.6 - Matriz Ativa TFT
A tecnologia LCD de uma matriz ativa TFT é similar aos painéis
monocromáticos com uma diferença; utilizam três eletrodos para cada ponto;
cada eletrodo é completamente independente e é excitado pelo próprio
transistor de filme fino (TFT). Estes são mosfet’s de alta sensibilidade. Com
três transistores por dot podemos calcular quantos transistores entrarão em
saturação quando o televisor LCD, estiver configurado na função de monitor
PC, por exemplo na resolução 640 x 480.
600.9213480640 =×× transistores.
Conclusão:
Quanto maior a resolução, maior será o número de transistores habilitados.
Na Fig. 2.4 podemos ver a estrutura de uma matriz ativa LCD (TFT). Às
vezes acontecem acidentes fatais na tela LCD quando na fabricação,
causando a queima de alguns transistores no teste de qualidade, criando os
bad dots, ou dead dots. Por esse e outros motivos a tela LCD ainda é muito
cara, entretanto, o seu custo já está diminuindo no mercado, visto que a
tecnologia de tubos utilizados em TV’s está sendo substituída gradualmente.
Todo transistor driver, ou CI driver e todos os fios de conexão (flat-cable)
são instalados na superfície traseira do painel, com três transistores por
ponto. Uma resolução de 1.024 x 768 deverá utilizar 2.359.296 transistores
individuais visto que
1.024 x 768 x 3 = 2.359.296.
Da mesma forma que o display de matriz passiva, o do tipo ativa também
não gera cores. O pixel que é um elemento individual, simplesmente acende
ou apaga.
A luz branca é gerada através da lâmpada backlight que atravessa
alguns eletrodos e é filtrada por um material apropriado correspondendo a
uma das três cores primárias. Quando todas as cores estão desativadas
uma luz branca brilha através dos três elementos e o pixel aparece branco.
Se os elementos R.G.B. estão ativados, toda luz é bloqueada, e o pixel aparece
preto. Para habilitar ou desabilitar o controle de contraste, em pontos
individuais, a matriz LCD ativa é independente e na configuração de 256
cores pode produzir 512 nuances de cores individuais. O display LCD matriz
ativa tem seu tempo de resposta muito rápido, na ordem de 5 ms ou menos.
Tem excelente performance para aplicações de animações ou gráficos; o
controle de luminosidade e contraste tem uma resolução de 30.000:1 com
um confortável ângulo de visão de no mínimo 140º (medidas mínimas).
Na Fig. 2.3 podemos ver uma placa LCD em corte, para a visão interna
do sanduíche de camadas de cristais líquidos, com os transistores TFT’s.

Para que haja uma distribuição uniforme, a luz (backlight) é redirecionada
através de refletores antes de atingir o vidro frontal do painel. Existe um refletor
de cristal líquido para cada pixel que será coberto por um filtro vermelho,
verde ou azul (R.G.B.) formando o pixel propriamente dito.
Em um televisor 20" temos 1.024 pixels de largura por 768 pixels de
altura que multiplicado pelas 3 cores nos dão portanto 2.359.296 sub-pixels.
Cada tríade de R.G.B. é controlada por 3 transistores conforme vemos na
Fig. 2.4, que envia uma voltagem individual para cada um dos três sub-pixels.
Essa voltagem faz com que cada sub-pixel de cristal líquido se mova para
um ângulo determinado bloqueando parte da luz.
A imagem no painel se forma, então, quando combinamos os sub-
pixels onde cada um deles tem uma tonalidade diferente, causada pelo
bloqueio parcial ou total backlight com seus respectivos filtros de cores.
A Figura 2.5 mostra a vista explodida de um display LCD com Back
lisht LED.
Fig. 2.4 - Estrutura de uma matriz ativa LCD (TFT)

Fig. 2.3 – Corte de um módulo de cristal líquido de matriz ativa
VISTA EXPLODIDA DE UM DISPLAY LCD/LED
Fig. 2.5

3
DISPLAY LCD
e
PLACA T.CON
3.1 - Abrindo o Módulo LCD
Ao abrirmos os televisores em estudo, modelo 26 LC2R da marca
LG, e o TV LED da mesma marca modelo M2380A, qual foi a nossa surpresa:
Os módulos display de cada um continham o selo industrial com o
código de fabricação LC260WXZ e LED 23XXXo , com o logotipo LG/Philips.
Vimos no primeiro capítulo que o TV LCD pode ter o mesmo display
que o TV LED. O que realmente muda é o modo de iluminar este display. Daí,
concluímos que a Philips em parceria com a LG produziram juntos estes
display.
Com este exemplo, poderemos considerar um modo comercial muito
comum hoje entre empresas que chamamos de “Joint Venture” (parceria) e
“O&M”, no qual um fabricante produz o produto, entretanto uma outra empresa
compra os seus direitos de comercialização e fixa o novo selo ou logotipo
(O&M quer dizer: Order Manufacturing): Veja outros exemplos abaixo:
1) Philips/LG, Samsung/Fujitsu, Sony/Nec são exemplos de Joint
Venture.
2) Philco e Britania e outras marcas desconhecidas são exemplos
de O&M.
O modelo do módulo LCD que descrevemos neste capítulo é o módulo
Fujutsu TFT-LCD. Entretanto, serve como base de outros apenas como
estudo, mas não como substituto imediato.
Este módulo é de matriz ativa, utilizando à tecnologia TFT (Thin Film
Transistor) o qual utiliza uma PCI acoplada diretamente através dos flats
cables.

É um modelo de 26’’ que pode chegar a uma resolução XGA , 1.280
x 768 pixels com reprodução fiel de até 16 milhões de cores, digitalizado em
8 bits para cada cor RGB.
Este possui 6 lâmpadas fluorescentes, CCFT (Cold Cathode
Fluorrescent Tube), que faz o backlight, que traduzimos por luz traseira.
Neste, também encontraremos uma interface chamada LVDS com
um sincronismo de 1 pixel/clock.
Nos antigos TRC’s tínhamos o dot pitch. No caso dos LCD’s temos o
pixel pitch, que é o formato quadrado dos filtros R.G.B., que tem como
dimensão 0,297 x 0,297 mm (valor típico).
A tensão de alimentação deste painel é de 5 VDC (polarização do
TFT).
A corrente máxima do módulo é de 550 mA com um padrão de teste
mosaico na tela. Se for utilizado no teste o padrão branco, neste caso a
corrente diminui para 300 mA.
Este controle é realizado automaticamente por um circuito discreto,
contendo dois MOSFETs que de acordo com o sinal padrão desejado para o
teste, estes transistores irão controlar a corrente do módulo LCD.
Existe um fusível que protege esta linha +VDD, que é facilmente
identificado na PCI (quando este queima, a tela LCD se apaga).
Este módulo tem a capacidade de atender a tela Widescreen e suporta
o formato XGA.
O sinal de controle é temporizado para fazer com que a imagem seja
explorada na tela com um dado valor abaixo do tempo especificado de
transição do preto para o branco. O valor típico normal hoje considerado
como um Time Good fica em torno de 5 ms.
Os sinais de controle para este módulo LCD é ativado com os pulsos
ENAB (Data Enable Signal), DCLK (Data Clock) e os dados do sinal de vídeo
RGB. Este último, RGB é transmitido como uma porta singela, contendo
8bits para cada cor R, G, B.
Este módulo LCD da TV LG 26LC2R (não é LED) consiste de:
1) Painel de display TFT, montado com circuitos integrados, os quais são
os drivers TFTs;
2) 6 lâmpadas fluorescentes do tipo néon/xenon (backlight), em canaletas
difusoras;
3) Uma PCI, a qual é a placa de circuito impresso contendo a interface LVDS.
Esta é acoplada no painel através de cabos do tipo flats.
A Fig. 3.1 apresenta o diagrama de blocos do módulo de controle do
display LCD.

3.2 - Especificações Elétricas do Módulo LCD
Algumas características são descritas abaixo, as quais achamos
muito relevantes com relação do Display LCD:
1) A tensão de alimentação típica do módulo LCD é de +5 Volts. Esta
pode variar desde 4,75 V a 5,25 V.
2) A tensão de Ripple não pode ultrapassar a 100 mVpp. Se este
Ripple for maior, a tela do TV apresentará distorções lineares,
visíveis ao telespectador (ondulações na varredura).
3) A corrente máxima não ultrapassa a 1 A. O valor típico é de 700
mA.
4) A freqüência de clock do painel LCD é de 32, 498 MHz.
A Fig. 3.1 apresenta o diagrama de blocos dos circuitos elétricos do
controle do módulo LCD, do backlight, bem como as entradas de corrente e
tensão realizados nestes pontos.
Fig. 3.1 - Diagrama de blocos de um módulo LCD simplificado
3.3 - Interface LVDS
Acreditamos que o caro leitor esteja estupefato, assustado, ao
perceber através dos capítulos anteriores que a tecnologia de televisores
LCD é completamente diferente dos já conhecidos, os antigos tubos de raios
catódicos (TRC). Entretanto, vamos enfrentar esta “Fera” de frente,
objetivando a composição desta nova tecnologia dos displays.

Para que o público consumidor destas informações novíssimas, que
ainda não estão divulgadas por aí, consiga assimilar com maior facilidade de
fixação, apresentamos um diagrama simplificado de um módulo LCD, onde
identificamos a interface que faz as ligações e a transferência de dados da
PCI (placa mãe) até o módulo LCD em altíssima velocidade.
A Fig. 3.1 nos mostra um diagrama de blocos simplificado de uma
placa display LCD. Todos os estágios expostos serão exaustivamente
explicados ao caro leitor, como também a interface do módulo LCD, a placa
de controle e drivers do mesmo. Por incrível que pareça, a maioria dos TVs
LCDs não fazem diretamente uma comunicação digital entre a placa
(motherboard) e o módulo display, mas sim através de uma interface LVDS
(Low Voltage Diferential Signaling). Depende do chip SCALER utilizado no
projeto.Verificamos que a TV LG que pesquisamos, possui na sua placa
mãe 2 conectores distintos, que correspondem as saídas de vídeo R,G,B
digitais nível TTL e saídas de vídeo R,G,B digitais nível LVDS
.Entretanto,o cabo Flat que liga o Scaler ao display LCD está interligado ao
conector TTL (o conector LVDS está sem ligação). Vai depender do fabricante
e do modelo da TV.Antigamente as TVs de tela maior que 26 polegadas
utilizavam a tecnologia TTL; enquanto que abaixo disso, utilizavam a tecnologia
LVDS. Hoje mudou, todos os TV’s LCD ou LED, utilizam a tecnologia LVDS.
Basicamente esta última funciona como uma interface de 8 vias, ou 4 pares.
É utilizado um par de fios para cada cor primária, (R.G.B.) e um outro par
para o sinal de clock. Existe um circuito integrado que é chamado de CI
“transmissor LVDS” na placa lógica, e um outro CI, que é o “receptor LVDS”
na placa do display.
O significado da sigla LVDS pode se traduzir como um sinal diferencial
de baixa voltagem. O termo diferencial origina dos amplificadores diferenciais
contidos internamente nos circuitos integrados. Este faz com que, por
exemplo, os sinais do croma R, G, B tenham pares múltiplos simétricos, ou
seja, teremos sinais de baixas tensões +R, -R, +G, -G, +B, -B.
Esta técnica faz com que os chips anulem ou cancelem o ruído de
comunicação entre a placa mãe (motherboard) com o módulo do display
LCD.
Traduzindo na prática: Sinal de vídeo isento de ruídos e/ou
interferências.
Na Fig. 3.2 abaixo, é possível visualizar um diagrama de blocos de
uma típica aplicação de um interface LVDS.
Os sinais digitais que saem da PCI Mãe são chamados de sinais
LVDS.
Os siinais que saem da placa T-Con são chamados de sinais mini-
LVDS.

Fig. 3.2 - Interface LVDS
Podemos observar que este chip LVDS possui internamente buffers
tri-state. Veja Fig. 3.3.
Vamos recordar ⇒ Tri-state ⇒ 3 estados de saída: Estado zero,
estado 1, e nível de alta impedância.
Fig. 3.3 - Tri-state
3.4 - Ultimate One-Chip - (UOC)
A integração na mesma pastilha de vários chips é chamada de UOC.
Nos televisores modernos, não são utilizados mais os chips isolados
como o CI DS90C383 para transmitir os sinais LVDS e DS90C384 para a
sua recepção.
Hoje, existe um “chipão”, que está embutido internamente nele, um
processador gráfico, scaler e interface LVDS, utilizando a nova tecnologia
TMDS (Transition Minimized Differential Signaling). Traduzimos esta sigla por
transição mínima do sinal diferencial. Em alguns modelos, está incluso neste
mesmo chip o conversor A/D.
Esta tecnologia faz com que todo o sistema de dados R.G.B. seja
transmitido em alta velocidade, mesmo com dados seriais. Pode ser aplicado
diretamente neste CI as interfaces de vídeo DVI3 (Interface de Vídeo Digital)
ou HDMI4 (Interface de Multimídia de Alta Definição).
3 DVI = Digital Video Interface.
4 HDMI = High Definition Multimedia Interface

O DVI utiliza um conector para vídeo digital;(NÃO CONTÉM O ÁUDIO)
enquanto que o HDMI utiliza um conector especial para vídeo digital de alta
resolução e também é acoplado o áudio digital.
A arquitetura HDMI utiliza a nova tecnologia TMDS que por sua vez,
adota o nome comercial para este protocolo “Panel Link”.
Este protocolo codifica um dado de 8 bits em um sinal de 10 bits e os
transmite em transmissão diferencial, que faz com que haja cancelamento
dos sinais diferenciais, eliminando dessa forma o ruído, e interferências
eletromagnéticas.
As informações de vídeo são enviadas em uma série de pixels de 24
bits e transmitidos em 10 bits/período de 1 clock.
1 período de clock de pixel é chamado de T pixel, que é exatamente o tempo
necessário para se transmitir um pixel.
Este clock de pixel varia entre 25 MHz a 165 MHz (dependendo da
resolução do TV/monitor).A freqüência típica é de 65 MHz, para os TVs LCD
e também para os TV’s LED convencionais.
3.5 - Cancelamento de Ruídos LVDS
O processo de cancelamento de ruídos e interferências
eletromagnéticas (EMI) é realizado pela tecnologia TMDS, conforme já vimos;
é uma cópia do que se utiliza também no sistema Gigabit Ethernet.
Como existem milhares de micro trilhas para a formação da matriz
da tela, consequentemente juntas uma a uma, porém isoladas eletricamente,
mas não isoladas eletromagneticamente. Dessa forma surge o
EMI,(interferência) causando imagens trêmulas e com riscos horizontais em
toda ou parte da tela LCD. Este problema é chamado de diafonia ou cross
talk.
A técnica que se utiliza no sistema TMDS para o cancelamento
daqueles sinais interferentes é fazer transmitir o mesmo sinal R.G.B. duas
vezes cada, sendo que de forma espelhada, ou seja, um sinal positivo e
outro negativo. Veja a Fig. 3.4.
Para complementar o processo, em todos os esquemas de TV LCD
LED é inserido vários resistores de 100 Ω (valor típico) na entrada do módulo
LCD, exatamente nos inputs do chip receptor LVDS.
Estes resistores têm a função de abaixar a impedância do módulo
LCD e casar a impedância com a PCI (LVDS TX), com o objetivo principal de
eliminar interferências. Veja abaixo, as duas formas de ondas simétricas.

Fig. 3.4 - Técnicas de cancelamento de ruídos
3.6 – Placa T.Con
A placa de controle, é a PCI (placa de circuito impresso) que fica
entre a placa principal (placa mãe) e o display LCD.Esta transporta os sinais
LVDS (sinais digitais de vídeo e controle) em altíssima velocidade para o
display. A palavra T.CON timming control traduzido como controle de tempo
de tranferência de fluxo de bits vídeo para o display.
Como isto acontece explicaremos desde o início da entrada de sinais
de vídeo digitais vindo dos conectores até chegar a esta placa.
O canal TMDS transporta os sinais digitais de entrada DVI ou HDMI
até o Chip Scaler (nos modelos antigos ) ou no Chip DSP ( nos modelos
mais modernos), neste já contém internamente o Scaler.
Durante o período de dados de vídeo, os pixels de uma linha ativa de
vídeo são transmitidos.Durante o espaço de tempo chamado de Island Period
(o qual ocorre durante os intervalos de apagamentos horizontal e vertical), o
áudio e dados são transmitidos dentro do pacote de dados na forma serial.
O período de tempo de controle ocorre entre os espaços de tempo da
transmissão do vídeo e dados. Os métodos de sinalização podem ser
exclusivos para o sistema DVI ou HDMI (são diferenciados).
A taxa de bits de vídeo pode variar entre 25 a 340 MHz para DVI ou
680 MHz para o HDMI. O canal TMDS pode transferir dados desde 24 para
48 bits/pixel e suporta até 1080p como resolução de vídeo.

Veja na figura 3.5 um diagrama de blocos de uma placa T-Con.
Fig.3.5 - diagrama de blocos de uma placa T-Con
Fig 3.6 – Placa T-Con do televisor LG LCD 32"

Dependendo do tamanho da TV podemos observar no mercado
placas T-Com de diversos tamanhos e com chip’s diferenciados, veja a figura
3.6 que é uma placa T-con da tv LG LCD e na figura 3.7 uma placa T-con de
uma tv LG LED; entretanto a funçaõ é sempre a mesma: transferir o sinal de
vídeo R,G,B (cada um em 8 bits) e o sinal de sincronismo ( Clock ) , todos no
formato chamado de mini-LVDS para o display LCD.
Fig. 3.7 – Placa T–Con do televisor LG LED 23"

4 TELEVISÃO LED
4.1 – Introdução a Televisão LED
Vimos no capitulo 1 algumas informações sobre os televisores LED’s.
Neste cápitulo iremos informar mais detalhes sobre essa nova tecnologia.
As LED TVs são uma combinação de duas tecnologias: tela de LCD com
iluminação por LED. As LCDs que conhecemos hoje usam tubos
fluorescentes (Cold Cathode Fluorescent Lamp, ou CCFL) para iluminar a
tela. Como resultado, elas têm um limite de espessura e problemas para
criar pretos profundos. Isso acontece porque os tubos fluorescentes estão
sempre ligados, e alguma luz vaza para a frente da tela mesmo quando
parte da imagem deveria ser preta. Como consequência, a falta do preto
total reduz a percepção do brilho da imagem da TV. O que as LED TVs
fazem é iluminar a tela LCD com uma camada de LEDs, evitando o
vazamento de luz.
Os LEDs podem ser instalados em todo o painel, que pode ser dividido
em pequenos segmentos controlados independentemente. Isso possibilita
que algumas partes da tela fiquem muito escuras, enquanto outras
permanecem muito claras.È uma grande vantagem em relação ao LCD.Os
televisores de pequeno porte abaixo de 23" utilizam o processo edge lit (borda
acesa), com apenas um lado da tela iluminada, contendo difusores e
polarizadores para dispersar o feixe de luz para o centro da tela. A figura 4.1
mostra um painel de LED‘s do tipo full LED.

Fig. 4.1 –Visão do Painel de LED’s usado para iluminação direta Back light
4.2 – Diferenças entre Full LED e LED Plus
A tecnologia Full LED é a evolução da iluminação LED disponível hoje
no mercado. O número de LEDs que fazem a iluminação no painel back light
do LCD aumenta consideravelmente e agora é apresentada da forma direta,
que proporciona um aumento no contraste (30.000.000:1). Já a LED Plus faz
uma simulação dessa iluminação direta com um número um pouco reduzido
de LEDs, o que proporciona uma taxa de contraste diferente (5.000.000:1).
Esta é a diferença de preços de um TV para outro que utiliza a mesma
tecnologia LED; entretanto, ainda assim é superior ao oferecido até então no
mercado.As TV’s mais modernas utilizam o tipo full Led, que têm
aproximadamente 423, à 128 áreas de LED para iluminar a imagem. Como
exemplo o controle de luminosidade de um aparelho da Philips para os LEDs
se chama LED LUX dimming backlight. As 128 áreas contém no total 1152
LEDs e o controle eletrônico dos LEDs permite que a taxa de contraste chegue
até 30.000.000:1, graças às áreas totalmente negras que não tem LEDs
para iluminar. As telas dos TV´s LCD ficam com aquele aspecto cinza ou
chumbo.
Tipos de paineis de LED’s: Na atualidade existem 2 tipos de paineis
de Led’s montados em diversos televisores de LCD/LED. Chamados de
Local Dimming e Edge Lit. No Primeiro os Led’s são montados em blocos
distribuidos pela superfície do painel, iluminando diretamente os pixels,
também chamado de full Led ou direct Led. No último, os Led’s são montados
nas bordas do backlight.
4.3 –Formatos de Back Light
Antes de falarmos sobre a tecnologia da LED TV, é preciso entender o
que são LEDs. Basicamente, LEDs são lâmpadas (semicondutores)

pequenas que se ajustam facilmente em um circuito elétrico. Mas
diferentemente das lâmpadas incandescentes comuns, eles não têm
filamentos que se queimam e não aquecem muito. Além disso, eles são
iluminados somente pelo movimento de elétrons em um material de silício e
duram tanto quanto um transistor padrão. Os LEDs são baseados em diodo
semicondutor. Quando o diodo é polarizado no sentido direto este acende
(ligado), os elétrons são capazes de se recombinar em cavidades, e energia
é liberada na forma de luz. Esse efeito é chamado eletroluminescência e a
cor da luz é determinada pelo intervalo de energia do semicondutor, que varia
em cada material semicondutor usado .
OBS: Enquanto o TV LCD convencional utiliza lâmpadas fluorescentes
que por sua vez possui inversores de alta tensão Backlight, o TV LED utiliza
controladores de baixa tensão para alimentar os Leds, por isso a possibilidade
de defeitos é menor em uma TV LED.
Normalmente a tensão dos Leds é de 1.5 volts, entretanto são
interligados em série em conjunto de 3 a 3; 4 a 4; 6 a 6; dependendo do
modelo e marca do televisor LED. São ligados em fontes independentes a
partir de 20 Volts, até tensões chegando a 150V.
Existem duas maneiras na atualidade de utilização dos LEDs para
iluminar a tela de uma TV LCD: pode-se colocar em toda a parte traseira da
tela, como um painel (iluminação direta), ou posicionando-os nas bordas na
tela (iluminação de perímetro). As duas técnicas usam menos energia do
que as TVs de plasma e de LCD com tubos fluorescentes.Aprincipal vantagem
da iluminação direta de LED é que ela pode ser usada para aumentar os
níveis de contraste ao desligar os led´s selecionados, aumentando a
quantidade de preto contrastando com o branco.
4.4 – Televisão LED não é Televisão OLED
Quando o primeiro televisor LCD com luz de fundo de LED foi lançado,
acreditávamos que se tratava de um aparelho usando a tecnologia OLED
(diodo emissor de luz orgânica). A TV era muito fina de espessura e tinha
poucos centímetros, mas ainda assim era grossa demais para ser uma OLED
TV. Alguns anos depois, a Sony lançou sua primeira OLED TV - o que só
aumentou a confusão, já que nós consumidores acreditávamos se tratar de
mais uma LED TV. É bom não confundir.

Enquanto a TV LED necessita de
um bulbo para tornar a luz visível ao ser
humano, a OLED utiliza compostos
orgânicos que se auto-iluminam,
dispensando lâmpadas fluorescentes ou
Led´s para iluminar a tela. Com isso, é
possível usar a tecnologia na fabricação
de displays ultrafinos, com poucos
milímetros de espessura, e até flexíveis,
que é a última geração de OLED. Veja a
figura 4.2
A natureza eletro-ótica dos LEDs
LED é um diodo dos mais simples. Ele é formado por um semicondutor,
ou seja, um fio composto por uma ou mais substâncias cujas propriedades
de condutividade elétrica estão num meio termo entre um metal e um isolante.
A natureza química do composto determina o comprimento de onda da luz
emitido pelo LED, como, por exemplo, o arsenieto de gálio (GaAs), que emite
na faixa do infra-vermelho.
A estrutura típica de um LED pode ser vista na fig. 4.3:
O LED é alimentado por corrente contínua e portanto dispensa o uso
de um inversor. E como pode ser observado no diagrama ao lado, a luz
emitida passa por um domo, que serve também de lente. Nos tipos mais
simples de LEDs o domo pode ser coberto por um corante de qualquer cor,
mas nos tipos mais complexos o domo pode ser impregnado por sais de
algum elemento, provocando uma irradiação singular. É assim, por exemplo,
que se faz um LED para luz branca, com o uso de uma camada de fósforo.
Fig. 4.2 – Vista de uma OLED TV
Fig. 4.3

4.5 – Montagem dos Blocos de LEDs no Painel LCD
Conforme já foi mencionado, os televisores Led podem ter blocos de
LED´s posicionados em várias localizações na tela LCD. Depende da marca
e do tamanho da tela.
A luz é espalhada sobre os pixels de forma indireta; veja nas figuras
4.4 e 4.5 os efeitos visuais com as diferenças de luminosidades entre as
duas tecnologias.
O posicionamento dos LED’s no backlight de TV LED.
Chamados pela indústria e pelos vendedores de LED TV, erradamente
porque TV com LED é outra coisa,ou seja, este não possui backlight ,o
próprio display que é formado a base de LEDs frontais na tela, como é hoje o
TV de plasma. O que temos hoje para venda no mercado é televisor LCD
com back-light de Led. Este pode ser construída de duas maneiras básicas:
1 – Arranjo de LEDs em “full array”.
O backlight deste tipo pode ser (e geralmente é) construído com uma
matriz bidimensional de LEDs. Qualquer ponto da matriz pode ser identificado
digitalmente através de métodos de endereçamento. Isto permite a modulação
da amplitude de luz, tanto vertical quanto horizontal da matriz. A tela acesa e
vista de frente, ele teria o aspecto da figura 4.6.
Fig. 4.4 - Edge-lit Os Leds são
montados nas bordas no backlight,
e a luz é espalhada através dos
difusores sobre os pixels de forma
indireta.
Fig. 4.5 - Local Dimming Os leds são
montados em blocos distribuidos pela
superficie toda do painel traseiro,
iluminando diretamente os pixels,
também chamados de “Full-LED, ou
“Direct LED”

A montagem na forma de uma matriz permite a iluminação diferenciada
de uma área, em relação às outras. Esta modulação é chamada de “local
dimming” (escurecimento local). Isto faz com o contraste dinâmico, que é a
relação de amplitude entre zonas claras e escuras e conseqüentemente, o
nível de preto, sejam os melhores possíveis.
Através da figura 4.7 podemos verificar dois diagramas de forma unifilar
que mostram os estágios com caminho do sinal que gera e controla a
luminosidade na tela.
Inicialmente podemos acompanhar o circuito que faz parte do sistema
de um televisor LED.
O sinal de vídeo é gerado, tratado e processado na placa principal;
daí segue para a placa de controle do back-light, que contém os circuitos
Local Dimming, Scanning, e ABL (controle de luminosidade, varredura da luz
na tela,e controle automático de brilho respectivamente). Deste ponto segue
para um Driver Led, que tem a função de fornecer a corrente necessária
para polarizar os paineis de blocos de LED’s, em toda a extensão da tela ou
nas bordas da mesma, dependendo da marca e modelo do televisor LED.
Por um outro caminho , separado do primeiro, o sinal de vídeo no formato
LVDS é enviado até o display LCD.
O circuito da figura 4.8 mostra toda a sequência do caminho do sinal
e a geração do back-light dos televisores LCD, que utilizam as famosas
lâmpadas fluorescentes chamadas de CCFL .
Fig- 4.6 - Arranjo de LEDs em “full array”. (local dimming)
Fig- 4.7

O diagrama de blocos da figura 4.9 mostra através de dois gráficos
as diferenças entre as tecnologias global dimming e local dimming.
Observe que no primeiro, a tela pode ficar em duas condições: Toda
clara ou em gradiente decrescente contínuo até chegar ao cinza em toda a
extensão da tela.No último, a tela pode ficar com diversas tonalidades,
totalmente clara desde o branco, com gradiente decrescente até chegar ao
cinza, em pontos distintos localizados na tela dependendo do sinal de vídeo.
A figura 4.10 mostra fisicamente como estão montados e dispostos
os conjuntos de leds na superfície traseira da tela do display LCD.
Fig- 4.8
Fig- 4.9
Fig- 4.10

Cores dos LED’s, também chamados LEDs RGB
Atualmente estão utilizando em diversas marcas de TV’s, back-light
LEDs de cor branca ou LED’s coloridos RGB.Este último, é potencialmente
capaz de um alcance mais amplo de cores, pois eles usam separados
vermelho, verde e azul (RGB).
A Sony produziu a tecnologia Triluminos®,
onde se usa um conjunto emissor RGB composto
de quatro LEDs (2 verdes somados a vermelho e
azul), conforme mostra a figura 4.11.
Fig. 4.11-
O espectro de emissão neste caso, atinge a
um nível superior ao conseguido com LEDs brancos
convencionais.
Este procedimento na montagem do backlight minimisa o efeito
Borrão, também chamado de calda do cometa, que é a persistência luminosa
da tela quando o quadro é trocado.(depende da velocidade da frequência de
quadros, também chamado de frames).
O borrão é derivado do fato do tempo de retenção da luz emitida, quando
a camada de LCD não tem tempo de bloquear a sua passagem (tempo de
resposta do cristal lento). Embora este tempo esteja hoje em níveis muito
baixos (abaixo de 8 ms), o apagamento completo da emissão pelo LED do
backlight elimina o problema ao invés de atenuá-lo. Freqüências na ordem
de 100 Hz e acima são suficientes para conseguir um efeito estroboscópico
imperceptível.
Arranjo de LEDs em montagem “edge-lit” (luz nas bordas).
Claramente menos eclético que o primeiro, por não permitir o mesmo
tipo de local dimming, ainda assim os painéis montados com LEDs nas bordas
têm ganhado novos contornos nos modelos recentes das telas de TV.
A iluminação pelas bordas não tem o mesmo tipo de crosstalk ótico das
telas. As suas principais limitações são consistentes com a ausência do
local dimming e do menor nível de preto.
Em princípio, o escurecimento (dimming) pode ser executado em
qualquer tipo de backlighting, porque se trata de uma característica dos drivers
que comandam os LEDs, ou seja, nada tem a ver com o fato do arranjo ser
full array ou edge-lit.

No caso da iluminação nas bordas, a luz é inicialmente direcionada ao
centro da tela através de um guia ótico. Este guia é construído com fibra
acrílica, porque as resinas acrílicas são excelentes dispersoras de luz. Com
este arranjo, cada LED das bordas pode permanecer aceso ao mesmo tempo
e todos os outros são apagados, o que permite prever que a luz será
espalhada de maneira a haver quase nenhum crosstalk ótico vertical.
Em contrapartida, a área iluminada será maior do que a necessária,
impedindo assim um controle tão bom quanto o local dimming. Este detalhe
torna o uso de dimming um processo, em princípio, impraticável, para a
iluminação parcial da imagem.
A solução é adotar outro método de iluminação e escurecimento, de
modo a manter o brilho da tela constante. Neste ponto, a tecnologia usa uma
propriedade biológica da visão humana, que é a persistência de visão de
uma imagem, frente a uma maior intensidade da mesma. Se alguém olhar
para uma luz forte, que depois é apagada e acendida sucessivamente, o
olho tende a reter a imagem da luz acesa e não ver a mesma luz apagada.Na
tela de LCD com edge-lit, cada fileira de LEDs é apagada em seqüência, de
cima para baixo, numa freqüência determinada pelo drive que as modula.
Este é um efeito estroboscópico, que pode ser usado em várias aplicações.
Veja a disposição lateral dos Led’s da TV LG LCD / LED, na figura 4.12.
Desmontamos todo o televisor LCD / LED
da marca LG modelo M2380A. Desde as
placas até o display LCD para chegar nos
conjuntos dos leds.Retiramos os
polarizadores, que são os polímeros
difusores que ficam entre o back-light e o
painel de cristal líquido e fizemos as fotos
que correspondem as figuras 4.13; 4.14, e
4.15 que podemos visualizar logo abaixo.
Conjuntos de Leds dispostos na lateral direita do display LCD da tv LG M2380A
Fig- 4.13 Fig- 4.14

4.6 – Taxa de Renovação (Refresh rate)
A chamada refresh rate é a taxa medida em Hertz, e indica quantas
vezes o TV é capaz de ler cada quadro (frame) da imagem. Esta leitura é
feita em altíssima velocidade e, portanto, depende de circuitos exclusivos de
cada marca da TV e modelo.Grande parte das TV’s LCD trabalham com
taxas de 60Hz mas os televisores mais modernos de LCD /LED trabalham
acima desta frequência. Estas TV’s possuem ainda outras tecnologias
embutidas como sua velocidade de resposta caracterizada por freqüências
que vai desde 60Hz até 480 Hz. Atualmente o tempo de resposta de 2 ms,
na freqüência de 120Hz o TV LCD cria uma excelente nitidez de movimentos
para imagens vibrantes mesmo em filmes de muita ação. Ele duplica a nitidez
da reprodução de movimento em relação ao LCD convencional de 60 Hz,
resultando em um alto desempenho com tempo de resposta de 2 ms medido
em BEW (Perceived Blur-Edge-Width). Essa tecnologia leva a nitidez de
movimento das telas LCD a um nível sem precedentes.
Fig- 4.15
Fig- 4.16

A figura 4.16 mostra a quantidade de frames dispostos em uma tela
com as proporcionalidades de quadros e suas variações de velocidades
(Refresh rate) correspondentes disponíveis hoje no mercado da televisão
LCD / LED.
Quanto maior a velocidade de exposição de quadros no display mais
nítida será a imagem em movimento, oferecendo um menor efeito da calda
do cometa, que é o aparecimento de um borrão na trajetória do elemento de
imagem que está em deslocamento.
Como exemplo, podemos verificar os efeitos visuais com diferentes
taxas de refresh,através das figuras 4.17 (tela com refresh rate de 60Hz) e
4.18 ( tela com o refresh rate de 240HZ).
TV com refresh rate de 60Hz TV com refresh rate de 240Hz
4.7 – Televisão Full LED Ambilight
O termo Ambilight é um recurso exclusivo patenteado pela Philips, que
funciona com a emissão de luzes suaves refletindo contra a parede atrás da
tela da TV e faz combinar a decoração da sala com as cores e o brilho da
imagem que está sendo exibida na tela da TV. Trata-se de uma tecnologia
ultra-moderna, pois o dispositivo usa um software específico, que faz uma
análise matemática com algorítimos especiais com as cores exibidas na
tela da TV Ambilight, independente da origem do sinal.
A tecnologia Ambilight, comparando, fazendo uma analogia com o
sistema de som é como um sistema de cor surround, já que os estímulos
das cores vêm de todos os lados, envolvendo o espectador e levando você
completamente para dentro do filme, tornando sua tela ainda virtualmente
maior e também descansando os olhos do espectador.
Imaginemos que você está assistindo a cena de um filme, que acontece
em uma praia, e, no destaque vemos uma menina observando a paisagem,
olhando para o mar azul em um lindo dia de sol a pino.

Nesta cena, o recurso Ambilight emite uma luz azul nas laterais na parte
superior da tela da TV, Conforme a cena vai se voltando para a protagonista,
menina da tela que está na frente dos coqueiros da praia, as luzes atrás da
tela passam, no mesmo instante, para o verde nas laterais realçando a
presença das árvores e, na parte inferior, uma luz mais branca quase creme,
cor de terra que se identifica com a areia da praia.A figura 4.19 mostra a foto
de um tv Ambilight com os seus LED’s acesos nas bordas laterais.
Convém informar que estes LED’s não tem nada a ver com os LED’s
do Back-light trazeiros do display, são conjuntos de LED’s separados e
independentes.
Nos capítulos seguintes apresentaremos como é realizada esta nova
tecnologia com os seus exclusivos circuitos eletrônicos.
Fig. 4.19 – Televisor LCD / LED
Phillips com o sistema AMBILIGHT

5.1 - Abrindo o Televisor LED
Está chegando a hora de colocar mãos à obra e começar a explorar
o interior de um televisor LED. Adquirimos um televisor da marca LG de 23"
modelo M2380A, e procedemos a desmontagem.Sem mais, antes de
começarmos é conveniente fazermos algumas recomendações.
Reconhecimento Inicial: Recomendamos que antes de abrir qualquer
equipamento eletrônico, tente reconhecer suas partes externas. Encontrará
os mesmos componentes que todos os aparelhos similares de outras marcas
possuem.
Fig. 5.1 – Fotografia frontal da TV LED Fig. 5.2 – Fotografia da traseira da TV LED
Acreditamos que você já conheça a arquitetura fundamental de um
televisor LED apresentado nos capítulos anteriores, de maneira que não
falaremos mais a respeito. Para que facilite a manutenção e se resolva o
5
O HARDWARE
DOS
TELEVISORES LED

problema técnico, demonstramos um método que é descrito a seguir e que
poderá ser aplicado a alguns modelos, mas não é uma regra geral.
Necessidade de Ferramentas Especiais: Para chegar ao interior da
televisão, em certas ocasiões não é necessário ferramentas especiais. Por
exemplo, alguns fabricantes colocam parafusos tipo allen para aparafusar
seus equipamentos; outros usam parafusos allen de segurança (tem um
pino central) e tipo estrela. Então, é muito conveniente que tenha uma boa
caixa de ferramentas à mão, para poder contar a todo o momento com a
chave de fenda adequada.
Cuidado com as Presilhas de Encaixe: Tenha muito cuidado ao tentar soltar
as presilhas plásticas que a maioria dos fabricantes utilizam para prender
seus gabinetes; em caso de quebra, dificilmente poderão ser reparados
(alguns são extremamente frágeis). Às vezes utilizamos um macete que é o
estilete de metal que se usa para retirar Clips em papel; esta peça é
extremamente útil para levantar com cuidado as laterais da tampa de plástico
trazeira e frontal da tela sem produzir morças no plástico do gabinete.
Cuidado com os Cabos Flat’s: Antes de retirar qualquer peça do interior de
um TV led observe muito bem por onde correm os cabos que levam energia
e/ou sinal. Muitas vezes, se o flat cable não entrar perfeitamente no
compartimento, poderá danificá-lo e também às vezes a tampa não fecha.
Verifique cada tipo de conector e estude-o antes como desprende-lo.
Veja as figuras 5.4, 5.5 e 5.6 os procedimentos.
Use as Informações do Fabricante: Sempre tenha em mãos as
características da TV, a marca e modelo do seu televisor para não dar passos
em falso no momento de energiza-lo. Ver Fig. 5.3.
Fig.5.3 Caracteristicas da TV LED Fig.5.4 Flat Cable preso ao
conector da TV LED

Fig. 5.5 e 5.6 Desprendendo o Flat Cable do conector com a ponta da
chave de fenda
5.2 – Desvendando o Televisor LED
Os manuais de serviço podem poupar múltiplos problemas no
momento da manutenção. Nem sempre se consegue facilmente; temos que
estabelecer contacto por Internet com o fabricante da Televisão em questão
para saber se existe no depósito para venda e como adquirir em sua matriz.
De fato, dê uma busca exaustiva na sua página. Pois normalmente publicam
documentos técnicos, dando acesso aos diagramas esquemáticos ou
datasheeet,e atualizações. Inclusive existem companhias dedicadas a venda
deste tipo de informação, ainda que sempre se localizam nos Estados Unidos.
Contudo, se você está acostumado a fazer compras pela Internet (saiba
fazê-lo com cuidado), não representará nenhum inconveniente.
A figura 5.7 apresenta o televisor LED LG M2386A visto pela parte
traseira do cabinete, com os ser circuitos expostos para melhor compreenção
do texto.
Fig. 5.7 - Foto da parte traseira do televisor LED.

Na mesma figura podemos ver o televisor LG LED sem a tampa
traseira, expondo três placas importantes: a maior sobre uma blindagem
metalica, corresponde a placa LÓGICADE SINAL. A outra placa mais estreita
porém comprida localizada na parte superior é a placa T COM; e a última
menor de todas é a placa do INVERTER (Backlight LED) que também se
encontra sob a blindagem metálica junta a placa lógica separada pelo flat
cable .
A fig. 5.8 mostra a placa principal (placa mãe), também chamada de
Main Board (placa principal em ingles), vista por cima sendo retirada do
gabinete. Na sequência vemos várias fotos dos circuitos desmontados com
os respectivos comentários técnicos.
Fig. 5.8
Fig. 5.9
Retirando a blindagem da
placa principal da TV LED.
Cuidado ao desconectar os
flat cables da PCIs driver Led
e T-Com no Display LCD.
Placa principal da TV LED
vista por baixo. Observe que
temos semicondutores fixados
neste lado da PCI.
Visão parcial da placa principal
da TV (Vista por cima)
Podemos observar o Seletronic
analógico, e os conectores de
entrada e saida de sinais de
video e áudio, fixados na PCI.
Fig. 5.10

Fig. 5.11
Fig. 5.12
Fig. 5.13
Retirando o flat cable que alimenta
os 42 blocos de Leds duplos
brancos, formando no total 84
Leds nas bordas da tela da TV.
A tensão que alimenta os leds é de
94VDC, vindos da fonte
secundária chopper (driver Led).
Visão da PCI (parte inferior ) do
painel do amplificador de saída
áudio.
INVERTER (Backlight LED) que
também se encontra sob a
blindagem metálica junta a placa
lógica separada pelo flat cable.

Fig. 5.14
Fig. 5.15
Fig. 5.16
Visão da PCI do amplificador de
áudio stereo, com seus
conectores interligando os dois
alto-falantes.
Visão do chassis da TV LED com
os dois conjuntos de mini-altos
falantes soltos da base.
Visão da PCI do painel de controles
frontal do TV LED.
Convém advertir aos nossos
técnicos para manusearem com
muito cuidado esta PCI pois, os
contatos são extremamente
sensíveis e frágeis.

Fig.5.17- Placas lógica e Inverter (vista por cima) da TV LG LED M2380A

5.3 – Entendendo o Hardware do Televisor LED
A foto que corresponde a figura 5.17 mostra todo o Hardware das
duas placas da TV LED LG. A placa superior corresponde ao circuito Inverter
driver dos led’s que gera tensão de 44,5VDC para alimentar os 84 Led’s
instalados na lateral do Display LCD, pois este modelo é do tipo Edge Lit
(borda iluminada). Nesta mesma PCI podemos ver o conector que a interliga
até a placa Mãe.
A placa maior é a placa Mãe; Nela estão todos os outros conectores de
entrada de sinais disponíveis para este modelo, como: A/V,HDMI,PC, e tuner
analógico.
Os chips instalados são de alta tecnologia do tipo SMD e alguns do tipo
BGA, ambos de dificil substituição pelo técnico não experiente.
O Chip de maior tamanho é o DSP (processador digital de sinais) que
detém a tecnologia FPGA, que não passa de um microprocessador
(microcontrolador) inteligente ultra veloz.Dentro dele estão contidos: conversor
A/D, processador de vídeo,Chaveador de sinais, transmissor LVDS, e
SCALER.
Algumas memórias podemos ver interligadas até o chip DSP, como:
Memórias DDR, FLASH e EEPROM. Estas corrigem e armazenam
os dados digitais e Firmware.(Software do programa residente gravado pela
fábrica da TV). O circuito Dimming Led é o responsável pelo controle da
luminosidade do painel LCD, que está diretamente ligada ao circuito da PCI
Inverter Driver dos Led’s.
O chaveador e o processador de áudio digitais neste modelo, são
separados dos amplificadores de potência de áudio (stereo) com saida para
dois mini-altofalantes retangulares de 8 Ohms com baixa potência (10W).
O bloco superior do diagrama da figura 7.18 corresponde a placa Mãe
com os seus circuitos já comentados anteriormente.Na parte inferior desta
figura temos o circuito do Inverter Driver dos Led’s. Nela estão contidos todos
os circuitos eletrônicos que vai gerar a tensão de polarização dos Led’s
(neste modelo =45VDC) e os de controle de luminosidade no Display LCD.
Neste diagrama podemos ver o bloco LVDS, com o seus sinais múltiplos
(vídeo R,G,B balanceados) vindos do chip DSP, entrando na mini-placa T.Com
(neste modelo esta placa é fixada junto ao Display LCD).
Algumas fontes secundárias reguladas são vistas nesta placa; uma
delas é a responsável pela conversão da tensão de 20V para 45V com o
objetivo de alimentar os Led’s e outras tensões de polarização dos
componentes da placa T.Com, como por exemplo o chip Driver Clock. Este
tem como função direcionar e ativar adequadamente os sinais de controle e

comando dos reprodutores das matrizes da tela para os Drivers das colunas
e Drivers das linhas para a reprodução total do quadro de imagem na tela do
display LCD.
O bloco chamado de Gamma Generator, tem como função controlar a
distorção Gamma, que é a dispersão entre a luminosidade e o contraste no
transdutor LCD, sensibilizada pelo Sensor Light. Lembramos aos caros
leitores que toda essa complexidade eletrônica é gerenciada pelo Micro que
é residente no DSP e cadenciada pelo clock Driver. Com estas informações
relevantes o técnico poderá fazer uma análise mais adequada e identificar
facilmente o estágio que estaria defeituoso para um determinado sintoma,
apresentado na tela do TV.

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