Bosco Hurtado, arquitecto: Radio Telefunken Opereta A-1846 (III) Reparación de la electrónica

Reparación de la electrónica, comprobación de componentes, sustitución de los elementos deteriorados, pruebas de funcionamiento.

Resistencia de 1,5k original de 2W de potencia, quemada con valor actual 900Ohms, es la que forma parte del filtro en pi, así que si bien la de color verde es de 4W voy a colocar la blanca de 10W para que disipe mejor el calor si algo va mal.

Imprescindible hacer un esquema, a veces en las fotos no queda claro en qué borne está soldado cada componente. Lo más seguro es sustituir componente a componente, uno a uno, ir al tajo para no perderse, pero en algunos casos para acceder a algunos condensadores y desoldarlos hay que quitar o desmontar parte de las regletas y quitar cables o otros componentes que dificultan el acceso.

Esta es la zona dibujada en el esquema anterior.

Después de limpiar todo el chasis, me resulta difícil entender cómo funcionaba la radio la última vez que se puso en marcha. Al limpiar con detenimiento y por zonas se va comprobando también, aunque sólo sea visualmente, el estado de los componentes, y algunos estaban realmente degradados. También se advierte que la limpieza es una labor que se ha de hacer con mucho cuidado y precaución; en la parte inferior del teclado hay circuitos de sintonía, uno por cada tecla, cuyas bobinas tienen parte de los finísimos cables expuestos y cualquier despiste puede romper o soltar la unión a los bornes. Luego vienen algunos misterios, como el de la resistencia azul de la esquina superior izquierda de la siguiente foto, sólo soldada a un borne, es de 680K y no está reflejada en la lista de componentes, uno de sus extremos está al aire...¿tocaría con la chapa inferior del chasis?

Al acabar la “cleaning party” sólo resta el armarse de paciencia, coger el esquema de la radio y revisar por bloques qué está bien y qué está mal. Para ello es imprescindible el multímetro, mi medidor ESR ...y la vista (con la ayuda de las gafas de cerca), porque algunos componentes no vale la pena ni probarlos (aunque se prueban por curiosidad). También haré uso del osciloscopio para algunas tareas complementarias, como la de comprobar el borne de masa de los condensadores sin polaridad, y la opción de tester de componentes. En los condensadores es importante que el borne de la chapa exterior del arrollamiento se conecte a masa para hacer de blindaje frente a interferencias o ruido de la fuente.

Condensador de papel "blindado", según indica en la hoja de componentes de la radio, está dentro de un tubo de cristal. Aparentemente no tiene problemas de corto o resistencia, pero el valor de la capacidad está fuera de rango, de 15nf nominales marca 25nf con el capacímetro. La linea indica la parte de la conexión a borne de la chapa exterior (outside foil).

Por valor el reemplazo adecuado sería un condensador de polipropileno de 22nF, ya que 15nF no es estándar actualmente. En los condensadores de papel es un poco confusa la nomenclatura que da la lista de componentes del fabricante en las hojas técnicas de la radio, ya que si bien coincide la descripción tal cual está indicada en el condensador, no queda claro el valor de la tensión de trabajo. En otros condensadores de papel de la radio sí se indica la tensión de trabajo a 1500V, y aquí cobra sentido cuando Ignacio Baquedano aconseja elegir condensadores que soporten más de 1000V. Abajo en la foto dos condensadores de 1500Vcc (corriente contínua) junto a otro de 400V (amarillo claro).

El problema es que a veces incluso en tiendas online de electrónica es dificil encontrar un valor concreto de voltaje, y a veces por no estar haciendo el pedido en varias tiendas uno no tiene más remedio que elegir valores que tal vez se queden un poco cortos (630V) o que superen con creces la tensión estimada (3,0kV).

Comprobación del borne conectado a masa, se comprueba con el osciloscopio. La señal es la interferencia de la red eléctrica (50hz), con el propio cuerpo actuando de antena se aprecia el efecto antes y después de conectar el condensador. El borne conectado a masa es aquel que al conectarlo a la pinza de tierra de la sonda da una menor señal en la pantalla.

En este caso la señal es mayor en la imagen superior, inviertiendo la conexión a los bornes se obtiene un mejor apantallamiento frente a las interferencias y disminuye la señal. Este es el objetivo de conectar el borne de la chapa exterior a masa, actuar como atenuador de interferencias o ruidos eléctricos.

En uno de los videos de Mr Carlson’s Lab se explica este método y su importancia. Los condensadores con cierta capacidad suelen estar formados por dos capas de metal enrolladas, separadas entre sí por sendos dieléctricos, aunque los electrolíticos sí tienen marcado el signo negativo, los de poliéster o polipropileno no tienen indicada la polaridad, y conviene testearlos para comprobar cuál es el cable que está ligado a la chapa externa (outside foil). “Are your capacitors installed backwards?”
https://www.youtube.com/watch?v=BnR_DLd1PDI

Condensadores existentes y su posible reemplazo, de momento probaré el funcionamiento con alguno de los condensadores originales que tengan buen aspecto y no estén averiados, éstos están en un sitio fácilmente accesible. Como los nuevos condensadores no tienen marcado el borne de masa he aprovechado para testear unos cuantos y marcar una línea de tierra ("outside foil" o "shield", no confundir con el negativo de los condensadores electrolíticos, ya que los de poliéster y polipropileno no tienen polaridad).

No siempre el borde de masa coincide según el texto del etiquetado (en los condensadores antiguos sí se tenía la precaución de marcarlos).

Comprobación del electrolítico de filtro de los altavoces con el medidor ESR y el osciloscopio, este condensador separa las frecuencias entre el tweeter y el altavoz. Afortunadamente está en buen estado, este condensador sería dificil de conseguir, es electrolítico no polarizado de 55uF y 10V.

Comparación del aspecto de uno de los condensadores nuevos de film de poliéster. La distorsión en la elipse entiendo que se debe a los armónicos de la línea eléctrica, que meten ruido al tester del osciloscopio.

Comprobaciones de más condensadores dañados, a veces no siempre la medición es concluyente e indica que un condensador está en condiciones o no de servicio. En este caso los dos condensadores muestran una medición con el capacímetro más o menos acorde al valor nominal y en el osciloscopio no se aprecian signos de corto o resistencia. Sin embargo con 60 años a sus espaldas estos condensadores de papel ya no están en su mejor momento. A falta de una comprobación de corriente de fuga (leakage test) me fio del criterio de Paul Carlson para reemplazarlos directamente.

348nF sobre 330nF nominal y 23nF sobre 22nF.

Otros condensadores sí que muestran más signos de deterioro con valores de capacidad fuera de rango, en el caso inferior 97,0nF sobre 68nF, 74,1nF sobre 47nF ; 27,9 sobre 22nF ; 8,7nf sobre 4,7. En condensadores que empiezan a fallar no sólo un valor bajo de capacidad es indicador de deterioro, por la forma en cómo hacen la medición los multímetros también el valor elevado es síntoma de que el condensador está tardando más en cargarse.

"Refurbished" de condensadores para probarlos con otro tester.
Pruebas para consolidar condensadores existentes con capacidades cercanas a su valor nominal. La cera original está totalmente degradada.

Fundas con cartón para verter en el antiguo condensador una capa exterior de resina epoxi. Se ha marcado la linea del borne de masa (outside foil).

La tapa del fondo se sella con araldit para evitar que fugue la resina epoxi en el nuevo encapsulado.

Condensadores "blindados"

Este tipo de condensadores tiene un blindaje frente a interferencias independiente de los bornes del condensador. Para replicar el mismo efecto he empleado cinta de aluminio adhesiva y cable de antena. Hay que evitar que los bornes del condensador toquen el blindaje a tierra.

Los hilos de antena se apegan sobre la última sección de la cinta y se enrollan luego sobre ella para formar el terminal. Para evitar contactos indirectos y asegurar los cables ceñidos al blindaje se envuelve el condensador con funda termoretráctil.

Esquema de la radio.

Para aprender un poco mejor el funcionamiento de la radio he pasado a limpio el esquema del circuito electrónico. Es una copia "remasterizada" del original, que se puede encontrar en la web radiomuseum.org.

No voy a hacer un estudio exhaustivo del circuito, básicamente voy a seguir el hilo del funcionamiento de cada etapa, y me voy a centrar más en los elementos que son vitales para que la radio funcione, además de que son también los más fáciles de reparar. En estas áreas, siempre que me encuentre con componentes dudosos, o cuya estabilidad ponga en peligro al resto, los voy a sustituir. Si puedo hacer alguna mejora o poner componentes de mayor durabilidad o prestaciones (respetando los valores nominales), tampoco tendré reparo en hacerlo. La zona de detección, osciladora y sintonía son más sensibles a cambios, pues muchas bobinas y condensadores variables se han ajustado de fábrica y con el paso del tiempo se pueden haber alterado sus valores, además habiendo una reparación previa quién sabe si ya se ajustó algo entonces. No dispongo de generador de radiofrecuencia para ajustar esas etapas y prefiero, salvo causa mayor, no tener que toquetear nada por ahí.

He ido anotando en el nuevo dibujo del esquema eléctrico toda la numeración de elementos y sus valores nominales, más que nada para poder verlos sin gafas y para poder entender lo que pone, algunos los he tenido de deducir de la tabla de componentes del manual y del icono que los representa. Muchos números y letras están emborronados y son ilegibles. Además es un buen ejercicio para ir identificando cada cosa en su sitio y descubriendo cuál es su cometido. Como ya tengo una pequeña colección de componentes, también me sirve para ver de qué suministros dispongo y de cuales necesitaré hacer un pedido. Al final por mucho surtido que tenga, siempre me falta el que está averiado, y por lo general casi todos los que valen pocos céntimos hay que comprarlos en múltiplos de 5, 10, 20...

En componentes electrónicos actualmente quedan pocas tiendas físicas donde adquirirlos, al menos en la zona de Valencia (sólo en la capital), y siempre les quedan pocas cosas en stock ...y más de una vez me he vuelto a casa con la mitad de lo que necesitaba. Últimamente prefiero comprarlos por internet, el problema es que si los encuentro a buen precio en páginas como Aliexpres o similares el plazo de entrega se hace eterno. Si he de recurrir a páginas europeas o de aquí los portes suelen costar más que los componentes, y no sale a cuenta aunque lleguen antes, a menos que se haga un gran pedido. Siendo una afición me lo tomo con calma, y mientras espero el encargo voy avanzando otros temas, o me imagino mentalmente cómo haré la reparación.

Bloque 1. Alimentación, fuente, lámpara rectificadora y “filtro en pi”.

Siguiendo el orden en el que llega la corriente, y según va pasando por los distintos elementos, el primero en la lista es el cable de alimentación. El cable está bastante mal, muy rígido y da la impresión de que el recubrimiento se va a partir en cuanto se doble un poco... Y el enchufe no es una excepción, está agrietado, es una lástima porque es el original con el logo de Telefunken en relieve, pero no vale la pena arriesgarse a que por la mínima salte un chispazo. Hay actualmente cables al estilo de los antiguos, con forro de tela, pero esta radio es más moderna, así que teniendo que el original es de plástico no voy a complicarme la vida; además los de tipo vintage son caros, y tengo alguno “reciclado” al que le daré un buen uso.

El fusible es cuanto menos curioso, está en la misma clavija o enchufe del selector de tensión, y es un simple cable de cobre enrollado entre los dos bornes, ignoro si se ha cambiado ya, porque de haber fallado alguna vez habría restos del chispazo en el plástico, y no es el caso. Estoy por hacer alguna pequeña modificación al chasis e integrarlo dentro de un porta-fusibles como Dios manda, no me parece muy seguro ni fiable lo que hay.

El transformador me tiene algo mosqueado, el que figura en el esquema original es un autotransformador con tres tomas de corriente, a 125V, 150V y 220V que se corresponden en el primario con las mismas del selector de voltaje del panel posterior, y tiene además el secundario de 6,3V para los filamentos de las lámparas. La toma que alimenta internamente a la radio es la de 220V, de manera que si se conecta a 125V o 150V el autotransformador eleva la tensión hasta ese valor, y en caso de conectarse directamente a 220V pasa tal cual. El que hay instalado, en cambio, tiene entrada a 115V y 125V, y tiene dos salidas a 350V con tap central, la salida de 115V obviamente está sin conexión. En esta configuración la radio debe conectarse sólo a 125V. El esquema de conexión de esta manera es igual al que figura en el datasheet de la válvula EZ80 y también en el de la EZ81 (y sería correcto en ambos casos), pero me preocupa que el voltaje de salida en ese esquema no se corresponda con el indicado en el esquema de la “Opereta”, donde indica 291V a la salida del transformador y entrada a las placas de la EZ80 (EZ81 al sustituirse la original), y que la corriente es de 70mA. Si ambos valores se superan puede haber problemas aguas abajo. De momento he verificado continuidad y resistencias del bobinado del transformador y parece estar en condiciones, no obstante lo he de testear fuera de la radio y ver qué voltaje entrega con una sola línea de 350V y el tap central, que es como está conectado actualmente.

Este sería el esquema tipo para conectar este tipo de transformador, no obstante no se ha conectado así en este caso. Del devanado de 350V+350V con tap central sólo se emplea la mitad, una línea de 350V y la 0V,de manera que actúa sólo como rectificador de media onda.

Condensador electrolítico.
El hecho de que se haya cambiado el transformador indica que en su día falló por algún motivo. Aunque en un principio pensé que fue por un error en la conexión de 125V pero alimentando la radio a 220V, ahora creo que no fue así. Este error habría elevado la tensión que entrara directamente a la radio a 380Vrms y la tensión de filamentos a unos 12V, fundiendo todas las lámaras (van en paralelo) y quemando todo lo que encontrara a su paso hasta hacer un corto o abrir un componente, y no ha sido el caso, al menos cuatro de las seis lámparas son originales. Lo más probable es que fallara el condensador de filtro, que está cambiado con un nuevo condensador azul electrolítico (sustituye a uno de los Bianchi del encapsulado doble), falla típica que suele acabar con el transformador y la rectificadora.

Por la forma en que se había conectado este condensador azul de 50uF, que sustituía al principal del electrolítico Bianchi, deduzco que debíó quedar abierto, porque se colocó éste conectando positivo a positivo y el negativo con un cable a masa, cosa que normalmente no debe hacerse, se debía haber anulado el original y conectado directamente a sus respectivos bornes y a masa.

Para el doble electrolítico voy a encapsular los repuestos dentro del antiguo, debidadamente aislados y protegidos de la carcasa para no hacer un corto.

El condensador está enrollado en bloque, de manera que internamente las chapas se conectan a los tres bornes, dos para positivo y uno común para negativo.

En el interior caben dos condensadores actuales de 47uF-450V y de 33uF-400V.

Aspecto acabado tras enfundar con termoretráctil los condensadores. Ha venido justo el tamaño. Hay que tener cuidado para abrir y volver a cerrar el encapsulado original de aluminio, porque se raya y deforma con mucha facilidad. Con un destorillador plano y afilado poco a poco se va cerrando el borde lateral. Finalmente y forrando la cápsula con varias vueltas de papel se golpea con cuidado el borde para aplanarlo más y darle la forma redondeada. Tras el montaje se comprueba que los electrolíticos no se han soltado o hacen algún corto entre ellos.

Ya en el sitio aprovecharé para cambiar algunos cables.

Aunque se tenga el esquema, la realidad con una disposición de componentes punto a punto es un galimatías, perfiero ir componente a componente para no perder el hilo e intentar intervenir en el menor número de elementos posible. Porque aunque en el esquema parece que está todo en orden y unas cosas a continuación de otras, la realidad es bien distinta. En ocasiones, como en el caso del electrolítico doble, la rectificadora está al otro extremo del chasis y va un cable de un extremo al otro para conectarlo a ella.

Transformador.

El técnico que sustituyó el transformador posiblemente lo puso de desguace, por la pinta que tiene lo retirarían de alguna otra radio y lo tendrían por ahí arrinconado, puede que incluso ya reparado o “refurbished”, porque una de las bornas está rota, le falta alguna chapa al núcleo, está oxidado y repintado por encima con purpurina, los tornillos son excesivamente largos... sin duda era más económico para la reparación que poner uno nuevo de la marca Telefunken. He encontrado en una revista española de Electrónica del año 1954 una propaganda de la empresa que lo fabricaba, Galeón, ubicada en Barcelona, y a todas luces este transformador lo han modificado o alterado. También se anuncian en ese ejemplar muchas empresas españolas que fabricaban componentes para radio, desde chasis, hasta resistencias, condensadores fijos y variables, altavoces, las tapas posteriores de cartón de la caja ...sin duda había toda una industria de la electrónica en el país, dedicada no sólo a la fabricación de equipos de radios de marca, sino también para el mercado de la reparación y construcción amateur de equipos, a través de kits que se publicaban en este tipo de revistas.

Lo que me preocupa de este transformador es que no es igual que el anterior en cuanto a voltaje de salida, al menos no estoy seguro de que así sea. En el esquema de la radio parece que el autotransformador entra directo a 220V rms ( 310 Vpico) en la EZ80, digo parece porque en el esquema se ve que la línea de bobinado del transformador acaba en 220 y no se prolonga más, lo que daría un menor voltaje a la salida de la EZ80, lo cual no tiene sentido. He de suponer que el autotransformador elevaba el voltaje a 350V rms, porque una lámpara no puede dar más voltaje de salida que el que entra, y aún será menor por la propia resistencia interna de la lámpara.

Para comprobar si el transformador es equivalente al original he hecho un pequeño circuito en un simulador, la versión educativa de Crocodile Clips (calcularlo matemáticamente es inviable por lo que he estado mirando en teoría de circuitos). He reproducido el bloque de alimentación tomando como sustitución de la EZ80 un diodo y una resistencia que proporcionen un funcionamiento similar, el mismo filtro en pi, con una resistencia de 1,5k y dos condensadores de 47uF y 33uF respectivamente, y he puesto una carga a la salida para igualar la tensión de 241V y 70mA aproximadamente.

Para la fuente de alimentación he considerado una señal de 494Vpico con 50Hz de frecuencia, la EZ80 es equivalente a un diodo y una resistencia de 340ohms, y la carga para que se equilibre a 241V y 70mA la he modelizado con un diodo led y una resistencia de 3,4K. El simulador de circuitos tiene una opción de osciloscopio, y medidores de voltaje y amperaje, que permite obtener valores en tiempo real en el circuito, y cuyos resultados son similares a los especificados en el esquema de fábrica de la radio, y por tanto concluyo que el transformador es análogo al inicial y no supone un riesgo al equipo (además la radio funcionaba así).

Con el simulador además se puede experimentar qué fallos pueden ocurrir si aguas abajo se produce alguna variación en más o menos del consumo (debido a algún componente fuera de rango). Puede apreciarse que si la carga aguas abajo excede los 70mA, el voltaje al salir de la rectificadora decrece, al no dar tiempo a cargarse a los condensadores. Por ejemplo, si aumenta la intensidad hasta 140mA (más consumo) el voltaje tras la EZ pasa a unos 270V rms y tras el filtro en pi cae a 60V en continua; en cambio si el consumo baja por ejemplo hasta 35mA, porque algún componente se ha abierto, la tensión tras la rectificadora puede aumentar a 400V rms y el voltaje en continua tras el filtro en pi asciende a 350V. He aquí la importancia de comprobar que todos los componentes dudosos se sustituyan, ya que un fallo en uno de ellos puede desestabilizar las tensiones de entrada de forma peligrosa, y también que los voltajes admisibles de los elementos que se reemplacen sean lo suficientemente altos como para que puedan absorber picos de 400V en continua y más.

A 125V la conexión entre 350V y 0V es correcta, de manera que la radio ha de funcionar con media onda rectificada.

La parte positiva es que éste en realidad es un transformador de aislamiento, ya que los devanados del primario y los secundarios están aislados galvánicamente, cosa que el original no era, así que al menos será más segura la radio de cara a contactos indirectos. También como inconveniente cabe mencionar que la radio en las condiciones actuales necesita un transformador reductor para funcionar, ya que este transformador sólo funciona a 115V y 125V. Así que posiblemente tenga que actualizar alguno de los estabilizadores de tensión originales o utilizar el transformador-reductor que restauré.

https://boscohurtado.blogspot.com/2020/02/transformador-de-aislamiento-11.html

Siguiendo el circuito lo primero que tenemos tras el transformador es la lámpara EZ80 (EZ81 en este caso), el filtro en pi y la lámpara EL84. La resistencia del filtro es de 1,5K y 2W y está exteriormente carbonizada, su valor actual medido entre bornes es de 0,9K, así que está parcialmente degradada y es peligroso mantenerla, ya que va a drenar más corriente y voltaje del que debería. Ello induce a pensar si esa degradación fue anterior o posterior a la sustitución del transformador. Si me ciño al esquema de la radio esos 70mA, a la salida de la EZ80, se distribuyen en dos ramas, una va hacia la lámpara EL84 y la otra al filtro en pi. En la resistencia del filtro en pi, si aplico la fórmula de la intensidad: I = √ (P/R) da un valor máximo admisible de 0,36 amperios (P=2W ; R= 1.500 Ω ), y en la entrada de placa de la EL84 hay indicados 37mA (ambas intensidades suman más o menos los 70mA), así que la potencia de esa resistencia está calculada muy al límite, por tanto si está quemada es porque se ha superado ese umbral.

En este momento cobra sentido que el condensador de filtro aguas abajo de la resistencia falló en su día, y ello provocara el fallo aguas arriba de la lámpara original EZ80 y el transformador. Puede que también la resistencia se haya quemado después de cambiar el transformador, si la tensión que llega a ella es mayor de 291V. En cualquier caso he pedido ya el reemplazo y esta vez voy a poner una resistencia de 4W.

Aunque la EZ80 y la EZ81 son el mismo tipo de lámpara y comparten el mismo esquema de pines, la diferencia entre ellas es la potencia que entregan, 90 y 150mA respectivamente, y el consumo del filamento, mayor en la segunda (1,0A frente a 0,6A). Esto en principio no tendría que suponer ningún problema ni necesitar ningún tipo de adaptación o modificación en el circuito. Aunque la original sea la EZ80, reemplazarla por la EZ81 no implica más que un ligero consumo adicional por el filamento (pasa de 0,6A a 1,0A). El hecho de poder entregar más potencia no implica que realmente lo haga, ya que eso depende del consumo del circuito aguas abajo. Es como la fuente de alimentación de un ordenador, poner una fuente de mayor potencia no implica necesariamente más consumo, sino la capacidad de disponer de más watios para alimentar el equipo.

Cableado.

Sustitución de cables degradados y con defectos en el aislamiento. Además para poder sustituir las arandelas de goma que atraviesan el chasis los tenía que sacar igualmente.

En algunos casos para desoldar cables he tenido que retirar parte de las bornas e incluso el trimmer del volumen, y de paso se limpia más fácilmente.

Bloque 2. Revisión de la Etapa de Potencia

En este punto uno empieza a ver por donde cojea el funcionamiento de la radio y qué elementos son más sensibles o propensos al fallo, y qué componentes son menos críticos a la hora de medir sus valores nominales. La siguiente zona a comprobar es el bloque de la EL84, siguiendo la bifurcación antes del filtro en pi, y cuya rejilla está conectada inmediatamente después de dicho filtro. Esta lámpara parece original, tiene restos del sello de aduanas, o de una cola más fuerte que el típico adhesivo de timbre, porque ni el agua, ni el alcohol lo han limpiado. Las válvulas mientras conserven intacto el filamento y no hayan perdido el vacío son operativas, a no ser que por uso y el deterioro de las placas mermen sus propiedades. Por si acaso ya he pedido un par de ejemplares de la EZ80 y de la EL84, porque suelen ser las más propensas al fallo por desgaste.