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Servicio Técnico de Electrónica

Crown CE4000: reloj de cristal de 4 MHz, divisores y avería por óxido

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Crown CE4000: reloj de cristal de 4 MHz y su avería por óxido

Sección titulada «Crown CE4000: reloj de cristal de 4 MHz y su avería por óxido»

«System Clock», placa principal 126218-14, hoja 48

Resumen rápido: todo el CE4000 marca el paso con un solo cristal, Y1, de 4 MHz, en el bloque «System Clock» de la hoja 48 de la placa principal. De él salen los 500 kHz que van al audio y los 250 kHz que cruzan al primario por el optoacoplador U18 HCNW2211 para sincronizar la fuente (TP12 a 250 kHz, TP253 a 125 kHz). El óxido en esta zona es una avería que se ve en el taller (🔧 experiencia de Martel). No hay ninguna fuente pública que la describa en el CE4000, así que los efectos que siguen se deducen del esquema y del manual, y van marcados como deducción.

🔧 Experiencia de taller (Martel). El cristal recibe aire del túnel del ventilador a través del disipador: el ventilador está atrás y el flujo va de las rejillas de atrás hacia adelante; el cristal queda al frente. En esa zona siempre aparece oxidado, con partículas de humedad, y eso encaja con fallos del oscilador a 4 MHz. La documentación de Crown no describe esta avería ni la oxidación del cristal.

🔧 Experiencia de taller (Martel). El cristal de cuarzo metálico Y1, según las fotos y el año de fabricación, si no es de una marca de calidad muy buena (tipo japonesa de referencia), ese cristal dio un montón de problemas. Hay que apuntarlo como una posible falla a vigilar en reparaciones.

Notas relacionadas:

Piezas del reloj según la lista de piezas

Sección titulada «Piezas del reloj según la lista de piezas»

Datos de la lista de piezas del manual de servicio (placa principal 126218-14). La columna «Mapa» es la cuadrícula del plano de montaje de Crown. El asterisco (*) marca las piezas de la cara inferior. Todo el oscilador (Y1, U14, U15, U16, R87, R88, C63–C68) va en la cara de componentes; solo C71 y R94, en la salida de U18, van debajo.

Ref.C.P.N. CrownDescripción en la listaMapaFunción en el circuito
Y1C10476-7CRYSTAL, 4 MHZ HC49U SERIESG 13Cristal de la base de tiempos
U15126653-1SGL 2 INPUT NOR GATE SOT-23-5 (esquema: NC7S02M5X)H 14Amplificador inversor del oscilador Pierce
U16125667-1MC74HC4024D 7 STAGE COUNTER SMH 13Divisor: Q3 (pin 9) = 500 kHz, Q4 (pin 6) = 250 kHz
U14126561-1REG. +5V LOW POWER SO-8 (esquema: MC78L05ACD)G 14+5 V PS del reloj, desde +15 VPS
U18128383-1OPTO HCNW2211 IEC65 COMPLIANTB 10Pasa los 250 kHz al lado primario
R87A11371-10521 MOHM .125W 5% CHIPH 13Polarización de la puerta (realimentación)
R88A11368-511115.11K .1W 1% 0805H 13Limita la excitación del cristal
C66102438-560K256PF 200V 10% NPO 0805H 14Carga del cristal, lado de entrada
C67102438-560K256PF 200V 10% NPO 0805H 13Carga del cristal, lado de salida
C63A11427-334J6.33UF 50V 5% CHIP X7R 1210H 14Entrada de U14
C64125508-110UF 50V 20% SMT AL ELECTG 14Salida de U14 (electrolítico de aluminio SMD)
C65A11427-104K2.1UF 50V CHIP 0805 X7RG 14Desacoplo de +5 V PS
C68A11427-104K2.1UF 50V CHIP 0805 X7RH 14Desacoplo de U16
R91A11368-100111.KOHM .1W 1% CHIP 0805B 10Corriente del LED de U18
C71 / R94A11427-104K2 / A11368-10011.1UF 50V 0805 / 1.KOHM .1W 0805B 9* / C 7*Desacoplo y pull-up de la salida de U18 (+5 V PRI)
TP47127064-1TEST POINT, SMT 1206H 13Salida de U15 (4 MHz), según el esquema
TP12 / TP253127064-1TEST POINT, SMT 1206C 7 / C 8250 kHz SYNC y VIPER SYNC 125 kHz
U35C10344-774HC74AD DUAL D FLIP FLOP SOICC 7Divide la sincronía para el VIPer (lado primario)

Sencillo: el cristal, su puerta, el divisor y sus condensadores están juntos en un cuadrado pequeño de la placa (columnas G–H, fila 13–14). El optoacoplador U18 está lejos (B 10), así que la señal de 250 kHz cruza la placa por una pista larga.

Revisión: el bloque «System Clock» es igual en las hojas 48 de los planos 126218-13 y 126218-14: mismas referencias y mismos valores. También coincide con la lista de piezas -14. En el esquema aparece TP48 junto a C67, pero la lista lo sitúa en el mapa B 11, fuera de la zona del reloj; no lo uso como referencia.

Cómo funciona

Sección titulada «Cómo funciona»

Técnico (según el esquema):

  • Oscilador Pierce. Las dos entradas de U15-A (pines 1 y 2) van unidas, así que la NOR trabaja como inversor. R87 (1 MΩ) une la entrada con la salida (pin 4) y la polariza en su zona lineal. Y1 va entre la entrada y el extremo de R88 (5,11 kΩ), que sale del pin 4. C66 (lado de entrada) y C67 (lado de salida) son la carga, a masa. El símbolo de Y1 dibuja la carcasa a masa.
  • TP47 está en la salida de U15 (pin 4), que también ataca el CLK (pin 1) de U16. El RST (pin 2) de U16 está a masa.
  • U16 MC74HC4024 divide: Q3 (pin 9) → 500 kHz hacia el audio, y Q4 (pin 6) → 250 kHz hacia R91 → LED de U18. D43 BAT54 protege el LED frente a tensión inversa.
  • U18 HCNW2211 entrega en su pin 7 la «250 KHZ SYNC» ya referida a SMPSREF, con R94 de pull-up a +5 V PRI y C71 de desacoplo. Desde ahí, U35 74HC74 saca la VIPER SYNC de 125 kHz (TP253), y U4 UCC3895 divide internamente los 250 kHz a 125 kHz.
  • En el audio, U224-A divide 500 kHz → 250 kHz y U105 LM318 la convierte en triangular de −5 a +5 V (TP102/TP202). U124-A/B divide 500 kHz → 125 kHz para la fuente flotante de los drivers del lado Vp (U22 IR2104, U23 IRF7501, T101).
  • Orden de arranque (manual 3.3.3): la flyback arranca sola, libre, a unos 80 kHz. Cuando las tensiones bajas están listas, «la circuitería de reloj funciona» y su sincronía obliga a la flyback a trabajar a 125 kHz. El reloj, por tanto, depende de la flyback: sin +15 VPS no hay +5 V PS y no hay 4 MHz.

Sencillo: el cristal es el metrónomo de la orquesta. Vibra 4 millones de veces por segundo, y el divisor U16 saca de ese ritmo los tempos de cada músico: 500 kHz para el audio y 250 kHz para la fuente. U18 es un «mensajero con linterna» que lleva el ritmo al otro lado de la barrera de aislamiento sin tocar los cables.

Generación de relojes de la fuente (lado primario)

Puntos más sensibles al óxido

Sección titulada «Puntos más sensibles al óxido»

Deducción a partir de las impedancias del circuito (no hay casos documentados del CE4000):

Zona (mapa)Por qué es sensibleQué produce el óxido
Nodo de entrada de U15: pines 1–2, pad izquierdo de Y1, C66 y extremo de R87 (H 13–H 14)Es el nodo de más alta impedancia del equipo: lo polariza 1 MΩ. Una fuga de pocos MΩ a masa o a +5 V ya pesa tanto como R87.Desplaza la polarización, baja la ganancia del lazo y para la oscilación o la vuelve intermitente.
Pads de Y1 (cristal HC-49/U de patas, G 13) y su carcasa a masaFuga entre las patas o de una pata a la carcasa = resistencia en paralelo con el cristal. Las patas pasantes hacen de mecha para la humedad.Amortigua el cristal: arranque lento, oscilación débil o nula.
C66/C67 (0805 NPO, H 13–H 14)Entre los dos terminales de un 0805 hay muy poca distancia; el óxido hace de resistencia en paralelo con la carga.Cambia la carga y amortigua; parecido al caso anterior.
C64, electrolítico de aluminio SMD (G 14), al lado de Y1🔧 En taller, los electrolíticos SMD antiguos pierden electrolito y corroen las pistas de alrededor. Es experiencia general, no un dato de Crown.Corrosión de la zona de U14/Y1 y caída o rizado de +5 V PS.
U14 y su salida +5 V PS (G 14)Si cae la alimentación, el oscilador se para.Sin 4 MHz, o arranques irregulares.
TP47 (pad de prueba SMT expuesto, H 13)No tiene máscara; se oxida antes que las pistas cubiertas. Está en el nodo de salida (baja impedancia), así que es menos crítico.Puente de óxido hacia pistas vecinas.
Pista larga de 250 kHz de U16 (H 13) a U18 (B 10) y la de 500 kHz al audioCruza la placa; si tiene vías, son puntos débiles ante la corrosión.Señal cortada o intermitente en un solo destino (fuente o audio).
U18 HCNW2211 (B 10)Es la barrera entre secundario y primario. Suciedad o humedad entre sus patas reduce el aislamiento.Riesgo de fuga entre masas; sincronía débil en TP12.

Sencillo: el oscilador funciona con un «empujón» muy suave, como un péndulo de reloj de pared. Un poco de barro (óxido, humedad, restos de flux) en el eje basta para pararlo, y donde más afecta es en la entrada de U15, en las patas del cristal y en los dos condensadores de 56 pF.

* Nota — Revisar por óxido y humedad. Sencillo (🔧 experiencia de taller de Martel): esta parte del circuito está en una zona que puede recibir óxido y humedad, y hay que revisar esos puntos en caso de fallo. Es muy sencillo de comprobar: nada más hay que mirar la tensión del circuito integrado y las frecuencias de salida en los test points. Incluso se puede quitar la tensión del circuito integrado, meterle 5 voltios directamente, y ver que funciona el oscilador, para saber si hay un fallo en la flyback por otro lado. Es muy sencillito de probar.

Qué síntomas daría un fallo del reloj

Sección titulada «Qué síntomas daría un fallo del reloj»

Lo que dice Crown: la flyback arranca sola a ~80 kHz y la sincronía la pasa a 125 kHz (3.3.3). La triangular del audio «tiene su origen en el generador de 4 MHz» (3.1.4). El U4 trabaja a 125 kHz a partir de la sincronía de 250 kHz (3.3.6). El manual pide comprobar TP253 y TP12 (4.4.3) y TP102/TP202 (4.4.2).

Deducciones del circuito (no están escritas en ningún documento ni en ningún caso publicado):

  • Las tensiones bajas pueden estar bien (±15 V, +7,5 V, relé…), porque la flyback arranca sin reloj a ~80 kHz. Un CE4000 con reloj muerto no tiene por qué parecer muerto: es una pista útil para separar esta avería de la del VIPer.
  • TP12 y TP253 sin señal, y la flyback a su frecuencia libre de ~80 kHz en lugar de 125 kHz.
  • Sin 500 kHz no hay triangular en TP102/TP202. Los moduladores LM361 no generan PWM y no sale audio por ningún canal.
  • Sin los 125 kHz de U124 no hay alimentación flotante para los drivers del lado Vp de la salida.
  • El UCC3895 (U4) y el PFC dependen de la sincronía de 250 kHz para trabajar como Crown los diseñó. Sin ella, no puedo asegurar con la documentación cómo se comportan; el manual no lo describe.

🔧 Experiencia de taller (Martel). Lo que Crown no aclara es el comportamiento del UCC3895 del puente sin la sincronía de 250 kHz: no dice si se para, si se queda en estado alto o en estado bajo. Hay que revisarlo manualmente con el osciloscopio para ver qué sucede exactamente.

  • Reloj intermitente (fuga por óxido que va y viene con la humedad o la temperatura): arranques que unas veces funcionan y otras no, fallos que aparecen en caliente o en sitios húmedos, o un equipo que vuelve a funcionar tras secarlo.
  • Un solo destino sin señal (audio sí y fuente no, o al revés) apunta a la pista o al pin de U16 de ese destino, no al cristal.

Cómo comprobarlo con el osciloscopio

Sección titulada «Cómo comprobarlo con el osciloscopio»

Preparación:

  • Seguridad: ver Crown CE4000 - precauciones de seguridad en el taller. El reloj está en el bloque «SECONDARY»; TP12, TP253 y U18 pin 7 se miden respecto a la referencia SMPS (TP2), como pide el manual.
  • 🔧 Usa sonda ×10: una ×1 carga el oscilador y puede pararlo. Mide en TP47 (salida), no en la entrada de U15, porque la sonda en el nodo de 1 MΩ ya basta para alterarlo.

Valores esperados:

PuntoQué se esperaFuente
U14 pin 1 (+5 V PS)5,0 V (el manual da la medida junto con TP256, respecto a TP2)Manual 4.4.1, paso 6
TP47 (salida de U15)4 MHz, onda cuadrada de nivel lógico de 5 VEsquema (hoja 48). El manual no trae oscilograma de este punto.
U16 pin 9500 kHzEsquema («500KHZ»)
U16 pin 6 / LED de U18250 kHzEsquema (4 MHz ÷ 16)
TP12250 kHz SYNC, pulsos de 1,5 ± 0,5 µs de base, ~4,7 V de pico en la capturaManual, figura 4.12
TP253VIPER SYNC 125 kHz, ciclo de trabajo 40 ± 5 %, ~18 V de pico en la capturaManual, figura 4.12
TP102 / TP202Triangular de 250 kHz, de −5 a +5 VManual, figura 4.9

Figura 4.12 del manual: TP253 y TP12 Figura 4.9 del manual: triangular en TP102

Orden de búsqueda:

  1. +5 V PS en U14 pin 1. Si no hay, revisar +15 VPS (que viene de la flyback), U14, C63 y C64.
  2. 4 MHz en TP47. Si no hay, o es débil o va y viene: limpiar la zona (paso 4) y volver a medir. Si sigue sin oscilar, cambiar primero C66/C67 (56 pF NPO) y Y1; luego U15. R87 y R88 se comprueban en frío.
  3. 500 kHz en U16 pin 9 y 250 kHz en U16 pin 6. Si TP47 está bien y estos no: U16, C68 o la pista.
  4. 250 kHz en TP12. Si U16 pin 6 está bien y TP12 no: R91, D43, U18, R94, C71 y la pista H 13 → B 10.
  5. 125 kHz en TP253 y triangular en TP102/TP202. Si TP12 está bien y uno de estos no, el problema ya está fuera del reloj (U35 en la fuente; U224/U105 en el audio).

Limpieza (🔧 práctica de taller): alcohol isopropílico y cepillo antiestático, secar bien y repasar las soldaduras de Y1, C66/C67, R87/R88 y U15 con lupa. Si hay pistas comidas, puente con hilo fino y barniz. Para cambiar Y1: 4,000 MHz en cápsula HC-49/U. La lista de Crown dice «HC49U SERIES» sin aclarar si «series» se refiere a la resonancia serie o a la familia de cápsula, así que hay que comprobar la frecuencia en TP47 después del cambio. C66/C67: 56 pF NPO/C0G 0805; Crown los pide de 200 V.

Fuentes de los datos

Sección titulada «Fuentes de los datos»