Fontes de tensões do TK90X (parte 1)

Estou dando início a uma sequência de postagens sobre a fonte de alimentação do TK90X e das tensões presentes em seu interior.

O TK90X vem de fábrica com uma fonte de alimentação que converte a tensão de rede elétrica doméstica, cuja saída é ligada ao computador por um plugue P2 mono. A foto acima mostra o que há dentro da pequena caixa de ferro. Um transformador é ligado a dois diodos retificadores em configuração de onda completa, cuja saída é filtrada por capacitores eletroĺiticos.

Por ser extremamente simples, a fonte não é regulada, isto é, a tensão de saída varia dependendo da tensão de entrada e da carga de saída. Supondo que a tensão eficaz (RMS) do transformador é de 9 V, sua tensão de pico será de 12,7 V (9×√2). Descontando a queda de 0,7 V dos diodos, os capacitores ficariam carregados com cerca de 12 V se não houvesse consumo de corrente elétrica. Porém como o TK90X drena uma certa corrente elétrica, essa tensão cai.

A maior desvantagem da fonte da Microdigital é sua pequena capacidade de corrente nominal, de cerca de 600 mA. Passando deste limite, a tensão cairá abaixo dos 9 V nominais, com risco de mal funcionamento. Ocorre que periféricos como a interface de drive consome uma corrente substancial, inviabilizando o uso da fonte padrão. Por conta desta limitação, várias soluções foram propostas, como usar a fonte AT/ATX de PC. Resolvi experimentar a fonte que comprei recentemente bem barato, saiu 6 reais cada uma.

São fontes chaveadas com saída de 9 V e 1 A. Originalmente vêm com plugue P4, mas em um deles fiz a substituição por P2 para ligar nos TKs. A tensão em aberto é de 9,01 V e, quando ligado a um TK90X ou TK95 em pleno funcionamento, a queda é desprezível, pois manteve constante em 8,90 V.

Considerando que a tensão vai se manter sempre em 9 V independente da carga exigida, esta fonte aparentemente seria ideal para os TKs. Porém não é tão simples assim.

Alimentação das RAM dinâmicas

Além da tensão de +9 V da alimentação, outras tensões são produzidas no interior do computador. A de +5 V, empregada por quase todos os circuitos integrados, é produzida pelo integrado regulador 7805, a partir dos 9 V de entrada. As tensões de +12 V e −5 V são produzidas por circuitos específicos presentes no TK90X, os quais discutirei futuramente.

Os circuitos integrados 4116 ou equivalentes são RAM dinâmicas empregadas no banco de RAM baixa de 16 kB. São especialmente exigentes quanto à alimentação, requerendo tensões de +5 V (V_CC), de +12 V (V_DD) e −5 V (V_BB) com tolerância de ±10%.

Eu sempre achei que a tensão de +12 V era retirada do circuito gerador de tensões citado anteriormente, mas estava enganado. A V_DD é alimentada pelos +9 V da fonte externa, ou melhor, através de uma fonte com resistor de limitação de 4,7 Ω e diodo zener 1N759 (12 V). Na prática, como a fonte externa não ultrapassa a tensão zener, este dispositivo fica sem função. Interessante que este resistor e diodo zener não aparecem no esquema elétrico do Jorge Braga (disponível no Datacassete).

O problema é que. se for usada uma fonte constante de 9 V como entrada do TK, a V_DD será 25% menor que os 12 V, bem abaixo do mínimo de 10,8 V. Porém se for empregada uma fonte de 12 V, o regulador 7805 será sobrecarregado e aquecerá bastante.

Por que a Microdigital optou por usar a linha de 9 V ao invés de 12 V? A resposta está no datasheet do 4116: cada integrado consome cerca de 35 mA. Como há 8 integrados no TK90X, o consumo total seria de 280 mA, um valor demasiado grande para ser produzido por um circuito dobrador de tensão. A solução encontrada, embora não seja ideal, foi sacrificar a alimentação das RAMs e, aparentemente, funciona. Ou talvez não funcione tão bem, se considerar que essas memórias são os componentes que mais frequentemente são encontrados danificados em um computador defeituoso; talvez seja o preço a pagar pela "gambiarra".

Então qual seria a finalidade da tensão de 12 V no TK90X? Ela é usada pelo circuito gerador de sinal de TV, mas mesmo nessa função, há certos problemas. Voltarei a discutir isso em postagem futura.

Atualização: disponível a parte 2.

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