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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Merkmale des Schaltungsdesigns von 16-Bit-Konsolen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / TV In jüngerer Zeit lösten die 16-Bit-Videokonsolen „Dendy“ und ihre Analoga eine „Computerrevolution“ in den Köpfen und Herzen von Kindern und Jugendlichen aus. Der Fortschritt steht jedoch nicht still. 32-, 64- und sogar 16-Bit-Gaming-TV-Konsolen weisen bereits hervorragende Grafik- und Musikfunktionen auf. Es ist klar: Je höher die Bittiefe, desto besser. Andererseits sind die Set-Top-Box und die Programme dafür umso teurer. Heutzutage bevorzugen viele Menschen 80-Bit-Video-Set-Top-Boxen, die eine gute Qualität zu einem relativ niedrigen Preis bieten. Nachdem sie Ende der XNUMXer Jahre auf den Markt kamen, besetzen sie immer noch stetig ihre Nische auf dem Markt. Unter den vielen Modellen von 16-Bit-Videospielkonsolen, die unter verschiedenen Marken verkauft werden, hat die von der japanischen Firma Sega Enterprises Ltd. entwickelte Familie allgemeine Anerkennung gefunden. Für Sega-Konsolen wurden mehr als tausend Spieleprogramme erstellt und Bücher und Broschüren mit ihren farbenfrohen Beschreibungen veröffentlicht. Aufgrund der Beliebtheit solcher Konsolen werden viele Spiele, die ursprünglich beispielsweise für IBM-PCs oder Amiga-Computer entwickelt wurden, erfolgreich für sie konvertiert. Auffallend ist die sorgfältige Auseinandersetzung mit den Fragen der Vereinheitlichung von Set-Top-Boxen, dem Urheberrechtsschutz für deren Erscheinungsbild und technischen Lösungen. Obwohl die Produktionsstätten über die ganze Welt verstreut sind, von Kanada bis Singapur, sehen alle Sega-Konsolen gleich aus, das Design der Module und Joysticks, die Art und der Zweck der Anschlussstifte sowie die Stromversorgungsparameter werden sorgfältig beibehalten. Abhängig von den in verschiedenen Ländern geltenden Fernsehstandards werden verschiedene Modifikationen von Sega-Konsolen hergestellt [1]. Am bekanntesten sind die amerikanische („Sega Genesis“), die asiatische (oder japanische) und die europäische Version. Die Kompatibilität ihrer Spielemodule wird durch spezielle Adapter, die sogenannten „Mega Key“-Extender, sichergestellt. Neben Markenkonsolen gibt es viele „Sega“-kompatible Konsolen, die unter verschiedenen Namen verkauft werden, zum Beispiel „StarDrive-2“, „SuperAlpha“. Aufgrund bestimmter Umstände sind bei uns eher asiatische als europäische Models am weitesten verbreitet. Es gibt drei Generationen von Sega-Videokonsolen. Als erstes erschien „Sega Mega Drive“ (wir nennen es kurz „Sega-1“), dann 1990 „Sega Mega Drive-2“ (im Folgenden „Sega-2“ genannt) und noch einige mehr später - "Sega Mega CD". Die ersten beiden sind für den Einsatz mit Patronen konzipiert, die letzten für Laserscheiben. Eine Analyse des Marktes für Gaming-Programme für 16-Bit-Konsolen zeigt, dass Kassetten als Programmträger in absehbarer Zeit wahrscheinlich nicht den Laserdiscs weichen werden. Nach der weiten Verbreitung von 32-Bit-Konsolen wird es offensichtlich zu einem massiven Übergang zu ihnen kommen. Aus diesen Gründen beschränken wir das Themenspektrum des Artikels auf die Schaltung asiatischer Modelle der ersten und zweiten Generation. In Bezug auf die Reparaturfunktionen unterscheidet sich „Sega-2“ vom Vorgängermodell „Nevvlika“: Der Systemanschluss verfügt über einen Eingang, mit dem Sie den korrekten Anschluss zusätzlicher Geräte (z. B. einer speziellen CD-ROM) und die Anzahl steuern können Anzahl der Funktionstasten im Joystick wurde erhöht. Die Kompatibilität der Programme ist nur von unten nach oben gewährleistet. Das bedeutet, dass Spiele, die für Sega-1 veröffentlicht wurden (mehr als 200 davon sind bekannt), auf Sega-2 funktionieren, aber nicht unbedingt umgekehrt. Ein paar Worte zum Design und den technischen Features der Sega-Konsolen. In letzter Zeit wird zunehmend die Oberflächenmontage elektrischer Funkelemente auf einer Leiterplatte eingesetzt. Diese fortschrittliche Technologie kann die Arbeitsproduktivität bei Montage- und Installationsarbeiten erheblich steigern, die Qualität von Lötverbindungen verbessern, die Abmessungen, das Gewicht und letztendlich die Kosten des Produkts reduzieren. Doch nicht jeder Hersteller kann es sich leisten, Leiterplatten mithilfe komplexer und sehr teurer oberflächenmontierter Robotersysteme herzustellen. Der Einsatz einer solchen Technologie weist also höchstwahrscheinlich auf ein großes Unternehmen und qualitativ hochwertige Produkte hin. Für die Oberflächenmontage werden spezielle Miniaturbauteile hergestellt: sogenannte Chip-Widerstände und Chip-Kondensatoren mit Abmessungen von ca. 3,2 x 1,6 x 1 mm, Mikroschaltungen, Transistoren und Dioden in kompakter Bauform mit Gullwing-Profilanschlüssen. In der englischsprachigen Literatur werden sie oft als SMD (Surface Mount Devices – oberflächenmontierte Geräte) bezeichnet. Der Nennwiderstand eines Chipwiderstands lässt sich anhand der Aufschrift auf seinem Gehäuse ermitteln, die aus drei, bei Präzisionswiderständen aus vier Ziffern besteht. Die letzte zeigt, wie viele Nullen rechts von den vorherigen Zahlen hinzugefügt werden müssen, um den Widerstand in Ohm zu erhalten. Beispielsweise bedeutet „150“ 15 Ohm, „561“ bedeutet 560 Ohm, „112“ bedeutet 1100 Ohm (1,1 kOhm), „106“ bedeutet 10 MOhm und „2741“ bedeutet 2,74 kOhm. Bei niederohmigen Widerständen wird der ganzzahlige Teil des Widerstandswerts in Ohm vom Bruchbuchstaben R getrennt. Beispielsweise bedeutet „4R7“ 4,7 Ohm, „54R9“ bedeutet 54,9 Ohm. Leider ist es schwierig, die Leistung von Chipkondensatoren anhand ihres Aussehens zu bestimmen, da sie in der Regel keine entsprechenden Markierungen aufweisen. Die Bewertung ist nur auf der Verpackung angegeben, in der solche Kondensatoren am Fließband ankommen. Ausgefallene Chip-Widerstände können durch herkömmliche Widerstände mit einer Leistung von 0,063 oder 0,125 W und Chip-Kondensatoren durch kleine Keramikwiderstände (KM - 56, K10 - 17) ersetzt werden, indem ihre Anschlüsse gekürzt und umgeformt werden. "SEGA" SET-TO-BOARD-GERÄT Sega-Set-Top-Boxen asiatischer Modelle erzeugen ein Fernsehsignal im PAL-Standard. Ein 512-Farben-Bild besteht horizontal aus 320 Punkten und vertikal aus 224 Punkten. Der Klang der Spiele ist stereophon. Die Leistungsaufnahme aus dem Netzwerk beträgt 8...14 W. Das Anschlussdiagramm der Hauptkomponenten der Konsole ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist eine Prozessorplatine, die nahezu die gesamte Basiseinheit einnimmt. Es verfügt über Anschlüsse, an die alle anderen Komponenten angeschlossen werden: eine 64-polige Buchse für die Spielkassette („CARTRIDGE“), einen 60-poligen Systemstecker („SYSTEM“), zwei neunpolige Stecker für Joysticks („CONTROL 1“) und „CONTROL 2“ „), Steckdosen („ADAPTOR“) und Stereokopfhörer („PHONES“), eine Buchse zum Anschluss an einen Fernseher („A/V“) bei niedriger oder über einen Modulator bei hoher Frequenz .
„POWER“ und die LED-Anzeige leuchtet. Mit der „RESET“-Taste können Sie das Gerät in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzen und in manchen Fällen eines von mehreren auf einer Kassette aufgezeichneten Spielprogrammen auswählen. Es gibt einen Lautstärkeregler für den Ton „VOLUME“. In der Praxis gibt es Präfixe, deren Zusammensetzung von der beschriebenen abweicht. Manchmal gibt es keine LED-Anzeige, keinen Lautstärkeregler oder keine Kopfhörerbuchse. Der Hochfrequenz-Fernsehmodulator befindet sich außerhalb oder innerhalb der Set-Top-Box; der Modulator kann über einen mechanischen Schalter mit dem Antenneneingang des Fernsehers verbunden werden. AC-ADAPTER Die Sega-Konsole wird aus einem Wechselstromnetz über ein Transformator-Netzteil mit einem Gleichrichter gespeist, der nach einer herkömmlichen Brückenschaltung aufgebaut ist (Abb. 2, a). Im Vergleich zu einem ähnlichen Block für „Dendy“ kann er fast doppelt so viel Leistung liefern und entwickelt bei einem Laststrom von 1,2 A eine Spannung von 10 V. Eine typische Lastcharakteristik des Blocks bei einer Netzspannung von 220 V ist dargestellt in Abb. 2, b.
Der Adapter enthält normalerweise einen Transformator mit einem Magnetkern mit einem Querschnitt von etwa 4 cm2, beispielsweise der Größe W16x24. Die Primärwicklung (Netzwerk) enthält 2100...2300 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,15 mm, die Sekundärwicklung (Abwärtswicklung) enthält 120...130 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,51 mm. Die Kapazität des Filterkondensators beträgt 1000...3300 µF. Seine Betriebsspannung muss mindestens 16 V betragen. Aus Gründen der Zuverlässigkeit wird jedoch empfohlen, Kondensatoren mit einer Nennspannung von 25 V zu verwenden. Bei Bedarf können 1N5391-Dioden durch einen KTs410-Block mit beliebigem Buchstabenindex oder kleine Gleichrichterdioden mit einer Nennstromstärke von mindestens 1 A ersetzt werden, zum Beispiel KD208A, KD212A. Als Vorsichtsmaßnahme empfiehlt es sich, in den Primärwicklungskreis des Transformators eine Sicherung für einen Strom von 0,25 A einzubauen. Sie können auch einen Sicherungseinsatz VP1-2-0,25A-250 im Keramikgehäuse mit flexiblen Leitungen verwenden. Sinnvoll wäre auch eine der in [2] beschriebenen einfachen Schutzvorrichtungen. Es ist nicht akzeptabel, einen Netzwerkadapter von Dendy zur Stromversorgung von Sega zu verwenden. Aufgrund von Überlastung entwickelt sie im besten Fall nicht genügend Spannung für den normalen Betrieb der Videokonsole und im schlimmsten Fall fällt sie aus. MODULATOR Dieses Gerät überträgt das Spektrum der von der Set-Top-Box erzeugten niederfrequenten Bild- (VIDEO) und Tonsignale (AUDIO) in das Frequenzband eines der Meterwellen-Fernsehkanäle. Die Vollständigkeit des Designs, die gleichen Gesamt- und Einbaumaße der Modulatoren in verschiedenen Sega-Modellen ermöglichen es uns, über ihre Vereinheitlichung und ausreichende Verfeinerung zu sprechen. Ein typischer Modulator (das schematische Diagramm ist in Abb. 3 dargestellt) enthält drei Stufen: einen Hochfrequenz-Bildträgersignalgenerator, einen Audio-Zwischenfrequenzsignalgenerator (ZF) und einen Mischer.
Der ZF-Tongenerator ist auf dem Transistor VT2 aufgebaut. Für verschiedene Varianten des PAL-Standards, für die asiatische Sega-Modelle ausgelegt sind, beträgt diese Frequenz 4,5 (PAL – M), 5,5 (PAL – B), 6 (PAL – I) oder 6,5 MHz (PAL – D). Bei Bedarf kann der Generator einfach auf unsere angenommene Frequenz von 6,5 MHz eingestellt werden, indem die Position des Transformatortrimmers T1 geändert und die Kapazität der Kondensatoren C7 und C11 ausgewählt wird. Die Generatorfrequenz wird durch Ändern der Kapazität des Kollektorübergangs des Transistors VT2 unter dem Einfluss des AUDIO-Signals moduliert. Der Bereich dieses Signals liegt im Bereich von 0,5...2 V. Wenn der Fernseher den Soundtrack von Spielen mit Keuchen und Verzerrung wiedergibt, sollten Sie versuchen, die Betriebsart des Transistors durch Auswahl der Widerstände R2 und R3 zu ändern oder das Modulationssignal zu reduzieren. zum Beispiel durch Parallelschalten eines Widerstands zum Kondensator C2 von mehreren Kilo. Der Bildträgerfrequenzgenerator ist auf dem Transistor VT1 aufgebaut. Die Frequenz seiner Schwingungen wird durch die L1C3-Schaltung bestimmt. Das Signal vom Generatorausgang wird der Basis des Transistors VT3 zugeführt, der die Funktionen eines Mischers übernimmt. Der Emitter dieses Transistors empfängt ein Audio-ZF-Signal von der Sekundärwicklung des Transformators T1 und über den Widerstand R10 ein Videosignal (VIDEO) mit einem Hub von 1 - 1,5 V. Der Kondensator C13 überbrückt den Emitterkreis des Transistors VT3 mit hoher Frequenz , wodurch relativ niederfrequente Modulationssignale nur geringfügig gedämpft werden. Der Modulatorausgang über den Stecker XW1 wird mit einem Koaxialkabel an den Antenneneingang des Fernsehers angeschlossen. In der Praxis gibt es Modulatoren, deren Schaltungen sich geringfügig von denen in Abb. unterscheiden. 3:
Der Modulator kann nicht nur die Transistoren S9018, sondern auch 2SC3194, 2SC458 installieren. Sie können durch fast alle Low-Power-Transistoren der NP-N-Struktur mit einer Grenzfrequenz von mindestens 600 MHz ersetzt werden, zum Beispiel KT355AM oder KT325, KT368 mit beliebigen Buchstabenindizes. Die Modulatorplatine ist mit einem etwa 45 x 35 x 15 mm großen Metallschirm mit Löchern zur Einstellung der Induktivität von Transformator T1 und Spule L1 abgedeckt. Befindet sich dieser Knoten im Basisblock der Set-Top-Box, sind die Kontaktpads XT1-XT4 über kurze Leiter direkt mit der Prozessorplatine verbunden. Der als separates Modul ausgeführte Modulator ist in einem Kunststoffgehäuse mit den Abmessungen ca. 80 x 40 x 20 mm untergebracht. Es verfügt über Löcher für den Zugang zur XW1-Buchse und für den Durchgang eines vieradrigen, abgeschirmten Kabels, das in einem Stecker endet, der an die A/V-Buchse der Videokonsole angeschlossen wird. Die Belegung der Steckkontakte ist in Abb. dargestellt. 4. Es sind in der Regel keine ungenutzten Kontakte darin. In der Abbildung werden sie herkömmlicherweise als Kreuze dargestellt.
Der vom Netzteil über den VCC-Kreis aufgenommene Strom beträgt nicht mehr als 6...9 mA. Modulatoren von „Sega“ und „Dendy“ [3] sind austauschbar. PATRONE Die Kassette ist ein herausnehmbares ROM, in dem das Spielprogramm aufgezeichnet ist. Es ist üblich, seine Informationskapazität in Megabit zu messen. Die einfachsten Spiele erfordern mindestens 1 Mbit, und die dynamischsten und farbenfrohsten erfordern viel mehr. Zum Beispiel die Spielekassette BOOGERMAN verfügt über eine Informationskapazität von 24 Mbit und speichert mehr als 1800 Einzelbilder mit Farbbildern. Wenn Sie versuchen, Daten daraus auf herkömmliche EPROMs mit ultravioletter Löschung zu kopieren, benötigen Sie 48 27512- oder 384 K573RF6-Mikroschaltungen. Da Sega-Set-Top-Boxen über eine 23-Bit-Adresse am CARTRIDGE-Anschluss und einen 16-Bit-Datenbus verfügen, können an sie Cartridges mit einer Kapazität von bis zu 128 Mbit angeschlossen werden. Die Informationskapazität einer bestimmten Kassette wird anhand der Markierungen der darin verbauten ROMs erkannt. Beispielsweise bedeutet die Aufschrift „42LG8M16B“, dass der Chip eine Kapazität von 8 Mbit mit einer 16-Bit-Datenbusorganisation hat. Wenn es nicht möglich ist, die Kapazität des Mikroschaltkreises anhand der Markierungen zu bestimmen, können Sie dies versuchen, indem Sie die Anzahl der Bits der daran angeschlossenen Adress- und Datenbusse zählen. Am häufigsten werden bei Kassetten unverpackte ROM-Chips verwendet, die mit einem Tropfen Masse gefüllt sind, manchmal werden Mikroschaltungen in Kunststoffgehäusen mit 42 oder 44 Pins verwendet. Das Aussehen der Kartusche von der Steckerseite und der Zweck der am häufigsten verwendeten Kontakte sind in Abb. dargestellt. 5. Der Kartuschenanschlussstecker ist am Ende seiner Platine aufgedruckt. Die Nummerierung der Kontakte kann entweder rein digital (obere Reihe – ungerade, unten – gerade Zahlen) oder alphanumerisch (untere Reihe – A1 – A32, oben – B1 – B32) erfolgen. Als Oberseite der Platine gilt diejenige, auf der sich die Mikroschaltungen befinden. Unabhängig von der Nummerierungsmethode ist die relative Position der Kontakte, die denselben Signalen entsprechen, immer gleich. Die Nummern der elektrischen Kommunikationsleitungen in den Kartuschendiagrammen unten entsprechen den digitalen Bezeichnungen der Kontakte ihrer Anschlüsse.
Die einfachste der Kassetten (das Diagramm in Abb. 6, das Spiel „TOY STORY“) enthält nur einen Chip. Dabei handelt es sich um ein reguläres Masken-ROM mit einer Informationskapazität von 32 Mbit, dessen Daten während des Herstellungsprozesses eingegeben werden. Die Ausgänge DO - D15 werden nur aktiv, wenn Signale mit niedrigem Pegel an die CS- und OE-Eingänge geliefert werden. Wenn mindestens eines dieser Signale hoch ist, bleiben die ROM-Ausgänge in einem hochohmigen Zustand. Der Steuerkreis für die CHECK-Kartuschenverbindung ist mit verbunden ein gemeinsames Kabel darin. Wenn die Kassette fehlt oder nicht fest im Anschluss der Videokonsole sitzt, wird der Signalpegel CHECK vom Hauptprozessor als hoch wahrgenommen und geht für dieses Signal in einen niedrigen Zustand über.
In Kassetten mit zwei Acht-Bit-ROMs (Diagramm in Abb. 7, Spiel „MORTAL KOMBAT – 1“) werden meistens in einer der Mikroschaltungen (normalerweise mit dem Buchstaben L gekennzeichnet) die Nebenschaltungen (DO – D7) geschrieben, und im anderen (H) die höheren (D8 – D15) Bits jedes 16-Bit-Datenworts. Es gibt jedoch Patronen, bei denen die Bits unterschiedlich auf die Chips verteilt sind.
Eine komplexere Version (Diagramm in Abb. 8, Spiel „BOOGERMAN") enthält zwei 16-Bit-ROMs, und das OE-Signal gelangt je nach Pegel des A20-Signals nur an den entsprechenden Eingang von einem von ihnen. Die Auswahllogik ist auf den Elementen der DD3-Mikroschaltung implementiert (analog zu K555LAZ). . Die Informationskapazität der ROMs DD1 und DD2 ist manchmal nicht gleich.
In Abb. Abbildung 9 zeigt ein Diagramm einer Kassette mit zwei in einem ROM aufgezeichneten Spielprogrammen. Sie ändern sich jedes Mal, wenn die „RESET“-Taste gedrückt wird. Der RES-Impuls, der in diesem Moment von der Basiseinheit der Konsole erzeugt wird, ändert den Zustand des Zähltriggers DD2.1, einschließlich des ersten (A18 = 0) oder zweiten (A18 = 1) Spiels.
In letzter Zeit sind Spiele weit verbreitet, die jederzeit unterbrochen werden können, die Spielsituation gespeichert werden und beim nächsten Start genau in dieser Situation wieder aufgenommen werden können. Es ist auch möglich, sich die Namen von Spielern zu merken und eine Liste von Datensätzen zu speichern und zu aktualisieren. Die Kassetten solcher Spiele enthalten nicht nur einen permanenten Speicher, sondern auch einen Arbeitsspeicher, in den während des Spiels Daten geschrieben und bei ausgeschaltetem Gerät gespeichert werden können. Dies wird in der Regel durch die Verwendung sogenannter FLASH-Speicher anstelle herkömmlicher ROMs erreicht. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen zusätzlichen CMOS-RAM-Chip in die Kassette einzubauen, der über eine galvanische Zelle mit Notstrom versorgt wird. Da der Stromverbrauch eines solchen RAM im Speichermodus vernachlässigbar ist, kann eine Miniaturzelle (oder Batterie) mit sehr geringer Kapazität verwendet werden. Eines der möglichen Schemata für zusätzlichen RAM ist in Abb. dargestellt. 10. Es kann in Verbindung mit einem ROM verwendet werden, das nach einem der oben beschriebenen Schemata zusammengestellt wurde. Signal A19 wird zum Umschalten von ROM/RAM verwendet, es könnte sich aber auch um ein anderes Bit des Adressbusses handeln. Das Kristallauswahlsignal (CS) wird den ROM-Chips nicht über Pin 33 des Steckers, sondern über die Schaltung 33.1 vom Ausgang des Logikelements DD2.2 zugeführt.
Die Dioden VD1 und VD2 sorgen für die Umschaltung des Stromversorgungskreises der DD1-Mikroschaltung (analog zu K537RU2) auf die GB1-Batterie, wenn die Kartusche von der Basiseinheit getrennt wird. In diesem Fall ist der Transistor VT1 geschlossen, da seine Basis und sein Emitter über die Widerstände R2, R3 und den Innenwiderstand der von der Stromversorgung getrennten Patronenchips mit dem gemeinsamen Draht verbunden sind. Über den Widerstand R1 wird dem CS-Eingang der Mikroschaltung DD1 eine Spannung mit hohem Logikpegel zugeführt, die sie in einem nicht ausgewählten Zustand hält. Dies gewährleistet die Sicherheit der im RAM aufgezeichneten Daten. In der an eine funktionierende Set-Top-Box angeschlossenen Kassette dient der Transistor VT1 als nichtinvertierender Verstärker mit gemeinsamer Spannung und überträgt das vom DD2.4-Element erzeugte Kristallauswahlsignal an den CS-Eingang des DD1-Chips. Die durchschnittliche Stromaufnahme der Kartusche beträgt 20...80 mA. Seine Leiterplatte bietet meist Platz für mehrere Abblockkondensatoren im Stromversorgungskreis, auf den Hersteller jedoch aus Kostengründen meist verzichtet. Sollte das Spiel nicht funktionieren, sollten Sie hier dennoch Keramikkondensatoren einbauen und deren Kapazität auf mindestens 0,068 µF pro Patronenchip einstellen. Die Reparatur von Patronen sollte mit einer externen Inspektion beginnen, bei der Schmutz von den Anschlusskontakten mit Alkohol oder einem harten Radiergummi entfernt und alle Durchkontaktierungen auf beiden Seiten sorgfältig verlötet werden. Wenn die Kassette zusätzlich zum ROM einen Mikroschaltkreis mit niedrigem oder mittlerem Integrationsgrad enthält, sollte dieser bei Verdacht auf eine Fehlfunktion ausgetauscht werden. Wenn eine solche Inspektion den Defekt nicht feststellen kann, können Sie versuchen, den Körper des ROM-Chips mit einem Lötkolben aufzuwärmen – manchmal hilft dies dabei, den Kontakt wiederherzustellen. JOYSTICK Die Sega-Konsole ist in der Regel mit zwei identischen Joysticks (Gamecontrollern) ausgestattet. Einer davon, der Hauptanschluss, wird an den Anschluss „CONTROL 1“ auf der linken Seite angeschlossen, und der zweite, zusätzliche Anschluss wird an den Anschluss „CONTROL 2“ auf der rechten Seite der Set-Top-Box angeschlossen. Auf der Oberseite des Manipulators können drei, vier oder sechs runde Tasten vorhanden sein. „Vier-Tasten“-Joysticks, die einem ähnlichen Gerät von Dendy ähneln, sind sehr selten. „Drei-Tasten“-Konsolen sind normalerweise mit „Sega-1“-Konsolen und „Sechs-Tasten“-Konsolen mit „Sega-2“-Konsolen ausgestattet. Die Tasten „A“, „B“, „C“ steuern die Hauptspielaktionen (Schießen, Springen) und „X“, „Y“, „Z“ (falls vorhanden) rufen Hilfsaktionen auf; sie geben normalerweise verschiedene Passwörter und Codes ein . Jeder Joystick muss über ein Cross-Pad verfügen, durch Drücken der Ecken (sie sind durch Pfeile oder die Aufschrift „UP“, „DOWN“, „LINKS“, „RECHTS“ gekennzeichnet) wird die entsprechende Bewegungsrichtung des Spiels eingestellt Objekt. Bei Standard-Joysticks befindet sich die Traverse links, solche mit rechter Traverse werden aber auch speziell für Linkshänder hergestellt. Zusätzlich zu den aufgeführten verfügt der Manipulator normalerweise über mehrere weitere Tasten und Schalter. Mit einem davon – „START“ – starten sie das Spiel, halten es an und setzen es fort. Das Spieltempo kann mit dem „SLOW“-Schalter verlangsamt werden (simuliert das mehrmalige Drücken dieser Taste). Die „MODE“-Taste ändert bei manchen Spielen den Betriebsmodus der Konsole. Besonders hervorzuheben sind die Tasten „TURBO A“, „TURBO B“, „TURBO C“, die in vielen Joysticks für „Sega-1“ vorhanden sind. Sie führen keine unabhängigen Aktionen aus, sondern simulieren lediglich das wiederholte Drücken der gleichnamigen „Nicht-TURBO“-Tasten. Der Joystick von Sega-2 ist vollständig kompatibel mit der Sega-1-Konsole. Ein umgekehrter Austausch ist ebenfalls möglich, wird jedoch nicht vollständig sein, da kürzlich erschienene Spiele in der Regel darauf ausgelegt sind, den gesamten Satz Sega-2-Tasten zu nutzen. Schematische Diagramme von Joysticks sind in Abb. dargestellt. 11 bzw. 12 für „Sega-1“ und „Sega-2“. Jeder von ihnen enthält nur einen speziellen unverpackten Mikroschaltkreis. Der verbrauchte Strom überschreitet nicht 300 μA.
Zeitdiagramme der Joystick-Eingangs- und -Ausgangssignale sind in Abb. dargestellt. 13 („Sega-1“) und 14 („Sega-2“).
Der Abfragezyklus des Tastenzustands wird durch das von der Set-Top-Box erzeugte SYN-Signal ausgelöst. Normalerweise handelt es sich dabei um einzelne Impulse negativer Polarität oder Pakete aus vier solcher Impulse mit einer Dauer von 5...50 μs, wiederholt mit einer Periode von 20...80 ms. Die Ausgangssignale lassen sich bedingt nach der Logik ihrer Entstehung in drei Gruppen einteilen: A/B und START/C, LINKS/X und RECHTS/MODE, AUF/Z und AB/Y. Die Unterschiede zwischen den Gruppen sind grundlegend, z Beispielsweise führt das Drücken der Taste „LINKS“ zu einer sofortigen Änderung des logischen Pegels am entsprechenden Ausgang, und wenn Sie die Tasten „A“ oder „B“ drücken, gelangen die SYN-Impulse direkt oder invertiert zum Ausgang „A/B“. . In Abb. 13 und 14 zeigen ein Signal von jeder Gruppe, wenn verschiedene Tasten gedrückt werden.
Jede der drei „TURBO“-Tasten des „Sega-1“-Joysticks verbindet beim Drücken den entsprechenden Eingang („A“, „B“ oder „C“) des DD1-Chips mit seinem Ausgang F/2. Die Impulse an diesem Ausgang haben eine „Mäanderform“ mit einer Periode von 80 ms. Der ABC-Schaltkreis (der gemeinsame Draht dieser Tasten) ist innerhalb des Mikroschaltkreises mit einer Vorrichtung verbunden, die den Ausgang F/2 vor Überlastung schützt, die auftritt, wenn „TURBO A“ und „A“, „TURBO B“ und „B“ oder „ TURBO C“ und „ werden gleichzeitig gedrückt. MIT“. Eine allgemeine Ansicht der gedruckten Schaltungsplatine des "Sechs-Tasten"-Joysticks ist in Fig. 15 gezeigt. fünfzehn.
Die Kontaktpads XT1 - XT9 sind per Kabel mit der XS1-Buchse verbunden, deren Aussehen und Zweck in Abb. 16 dargestellt sind. Bei der Reparatur eines Joysticks sollten Sie zunächst sicherstellen, dass die Drähte dieses Kabels keine Brüche aufweisen. Bitte beachten Sie, dass die gleichnamigen Kontaktpads ХТ1-ХТ9 auf den Joystick-Platinen für „Sega-1“ und „Sega-2“ unterschiedliche Zwecke erfüllen und an unterschiedliche Buchsen angeschlossen sind.
Das Diagramm eines einfachen Geräts, das einen ausgefallenen Open-Frame-Mikroschaltkreis im Sega-1-Joystick ersetzt, ist in Abb. dargestellt. 17. Alle Teile werden im Manipulatorgehäuse platziert: Der DD1-Mikroschaltkreis wird auf die Rückseite seiner Leiterplatte geklebt, die Verbindungen werden mit dünnen Montagedrahtstücken hergestellt. Wenn die Tasten SB1-SB8 mit der fehlerhaften Mikroschaltung verbunden bleiben, müssen die Widerstände R1-R8 nicht installiert werden – ihre Funktionen werden von den Kanalwiderständen seiner MIS-Transistoren übernommen.
Der Austausch einer fehlerhaften Mikroschaltung im Joystick der Sega-2-Konsole ist deutlich schwieriger, da die Form seiner Ausgangssignale von der Anzahl der Impulse im SYN-Paket abhängt. Ein möglicher Ausweg besteht darin, einen Ersatz vorzunehmen, wie für Sega-1 beschrieben, aber mit einem solchen Joystick können Sie nur Spiele spielen, für die keine zusätzlichen Tasten erforderlich sind. Der Modus „LANGSAM“ hilft dabei, die gemäß dem Diagramm in Abb. zusammengebaute Baugruppe wiederherzustellen. 18. Dies ist ein Impulsgenerator, dessen Wiederholungsperiode etwa 20 ... 120 ms beträgt und der durch einen variablen Widerstand R2 geregelt wird (sein Typ spielt keine Rolle, jeder kleine reicht aus). Wenn keine Betriebsanpassung erforderlich ist, können Sie anstelle von R1 und R2 einen Konstantwiderstand installieren und diesen beim Einrichten des Geräts auswählen.
PROZESSORPLATINE Das Blockschaltbild der Prozessorplatine der Sega-Konsole ist in Abb. 19. Dabei handelt es sich um ein recht komplexes Computersystem bestehend aus einem Zentral-, Video- und Musikprozessor.
Als Zentraleinheit kommt der Mikroprozessor MC68000 zum Einsatz. Es verfügt über einen 23-Bit-Adressbus (AO-A22), einen 16-Bit-Datenbus (DO-D15) und einen Steuerbus und arbeitet nach einem Programm, das von einem ROM in der Kassette oder von einer Laserdisk gelesen wird Das Laufwerk „MEGA-CD“ kann an den Anschluss „SYSTEM“ angeschlossen werden. Der Zentralprozessor steuert den Betrieb aller anderen Komponenten der Set-Top-Box. Die Joysticks werden über die Anschlüsse „CONTROL 1“, „CONTROL 2“ und einen Schnittstellenchip angeschlossen, der Teil des sogenannten KSB ist – einer Reihe spezialisierter LSIs, die viele wichtige Funktionen in der Konsole ausführen. Der RAM des Zentralprozessors mit einer Kapazität von 32K 16-Bit-Worten ist auf statischen Speicherchips aufgebaut. Der Videoprozessor (einer der KSB-Chips) verarbeitet Grafikdaten. Es erzeugt Videosignale der Primärfarben R, G, B und eine Synchronmischung SYNC. Der Ausgang der Set-Top-Box („A/V“-Buchse) empfängt ein Vollfarbfernsehsignal des PAL-Standards, das von einem PAL-Encoder aus Videoprozessorsignalen generiert wird. Eine Informationsautobahn mit drei Bussen verbindet den Videoprozessor mit dem Video-RAM, bestehend aus zwei dynamischen Speicherchips mit einer Gesamtkapazität von 64 KB. Die Regeneration dieses RAM ist ebenfalls eine Funktion des Videoprozessors. Der Musikprozessor besteht aus einem Acht-Bit-Z80A-Mikroprozessor, einem Soundsynthesizer auf einem der KSB-Chips und statischem RAM mit einer Kapazität von 8 KB. Sie sind über einen 16-Bit-Adressbus (MAO-MA15), einen 7-Bit-Datenbus (MDO-MDXNUMX) und einen Steuerbus verbunden. Das vom Musikprozessor erzeugte stereophone Signal des Soundtracks des Spiels wird an einen Audiofrequenzverstärker (AF) gesendet. Auch hier können Tonsignale direkt vom Tonabnehmer oder Systemstecker gesendet werden. Die Stereo-Kopfhörerbuchse „PHONES“ und die „A/V“-Buchse sind mit dem Ultraschallausgang verbunden. Der Betrieb aller Knoten der Prozessorplatine wird durch ein Quarzoszillatorsignal synchronisiert, dessen Nennschwingungsfrequenz 53,203424 MHz beträgt (genau 12-mal höher als die Frequenz des Farbhilfsträgers im PAL-Fernsehstandard). Der MC68000 taktet mit einer Frequenz von sieben, während der Z80A 15-mal langsamer ist. Schauen wir uns das Design der Prozessorplatine genauer an. Der Einfachheit halber verwenden alle unten aufgeführten Schaltpläne dieselben Signalnamen und eine fortlaufende Nummerierung der Elemente. SPANNUNGSREGLER Das Diagramm dieses Knotens ist in Abb. dargestellt. 20. Die unstabilisierte Eingangsspannung kommt vom Netzwerkadapter über Buchse X1. Die Drosseln L1, L2 unterdrücken hochfrequente Störungen. Bei Verdacht auf eine Fehlfunktion können Sie mit einem Ohmmeter den Gleichstromwiderstand der Drosseln messen, der 0,6 Ohm nicht überschreiten sollte. In einigen Konsolenmodellen sind stattdessen Jumper installiert. Spannung von Buchse Die Dioden VD1, VD1 (analog zu KD2A, KD208A, KD212B) schützen die Video-Set-Top-Box vor versehentlicher Versorgung mit Spannung mit umgekehrter Polarität. Bei einigen Modellen fehlt eine der Dioden.
Die DA1- und DA2-Chips enthalten zwei identische 5-V-Spannungsregler. Der erste von ihnen versorgt normalerweise über die VC1-Schaltung den Zentral- und Videoprozessor, den Video-RAM, die Kassette und die an die Buchse „SYSTEM“ angeschlossenen Geräte mit Strom. Der zweite entlang der VC2-Kette – die verbleibenden Knoten. Durch die Lastverteilung werden die thermischen Bedingungen der Mikroschaltungen DA1 und DA2 verbessert und die Stromverbindung zwischen den analogen und digitalen Teilen des Geräts verringert. Die Prozessorplatine verbraucht zusammen mit der Kartusche einen Strom von 0,5...0,8 A. Die Gesamtverlustleistung der Stabilisatorchips erreicht 5 W; Beide sind normalerweise auf einem gemeinsamen Metallkühlkörper montiert. Es empfiehlt sich, die Fläche auf 80...120 cm2 zu vergrößern, was die Zuverlässigkeit der Videokonsole erhöht. Es gibt Prozessorplatinen, auf denen die Schaltkreise VC1 und VC2 miteinander verbunden sind, wie in Abb. 20 gestrichelte Linie. In diesem Fall müssen beide Stabilisator-Mikroschaltungen vom gleichen Typ sein und möglichst ähnliche Parameter aufweisen, die beim Austausch berücksichtigt werden sollten. Zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen können Sie beispielsweise LM7805CK oder inländische KR142EN5A, KR142EN5V verwenden. Die Oxid- und Keramikkondensatoren C1-C24 sollen einen stabilen Betrieb der Stabilisatoren und Filterstörungen gewährleisten. Sie sind über die gesamte Fläche der Prozessorplatine verteilt und in unmittelbarer Nähe zu den Power-Pins der Mikroschaltungen verbaut. Die Gesamtzahl der Kondensatoren auf Platinen, die von verschiedenen Unternehmen hergestellt werden, kann variieren. Bei Set-Top-Boxen, bei denen keine LED-Versorgungsspannungsanzeige HL1 vorhanden ist, empfiehlt es sich, diese zu installieren, indem man ein Loch in den Gehäusedeckel bohrt und die LED darin mit Kleber, zum Beispiel AL307BM, befestigt. QUARZGENERATOR Sega-Konsolen verwenden einen Hybrid-Quarzoszillator NO-12C von HOSONIC, dessen Aussehen und Zweck der Stifte in Abb. dargestellt sind. 21.
In einem versiegelten Gehäuse mit den Abmessungen 20,8 x 13,2 x 5,8 mm befinden sich neben dem Quarzresonator Fest- und Schichtwiderstände, Kondensatoren und Transistoren, die einen Generator bilden. Die Versorgungsspannung dieses Knotens beträgt 5 V, die Stromaufnahme beträgt maximal 25 mA. Das Signal am OUT-Ausgang (verbunden mit der FCLK-Schaltung der Set-Top-Box) hat TTL-Pegel, seine Nennfrequenz beträgt 53,203424 MHz. Das defekte Gerät kann mit herkömmlichen Elementen durch einen Quarzoszillator ersetzt werden, indem man ihn beispielsweise nach einer der in [4] angegebenen Schaltungen zusammenbaut. Ein Unterschied der Frequenz von mehreren hundert Kilohertz zur angegebenen Frequenz hat keinen Einfluss auf die Stabilität der Set-Top-Box oder die Qualität des erzeugten Bildes. Mikroprozessor MC68000 Bereits Anfang der 80er Jahre gründete das amerikanische Unternehmen Motorola Semiconductor IPc. entwickelte eine Familie von 16-Bit-Mikroprozessoren [5], deren Grundmodell MC68000 in Apple MACINTOSH-, Commodore AMIGA-500- und Commodore AMIGA-600-Computern verwendet wurde. Es erscheint noch heute in Katalogen elektronischer Geräte. Damit hatten die Autoren der Sega-Konsole die Möglichkeit, bewährte Schaltungslösungen und eine Vielzahl von Softwareentwicklungstools zu nutzen. Bei einer arithmetischen 16-Bit-Arithmetik-Logik-Einheit haben die internen Adress- und Datenregister des MC68000-Mikroprozessors jeweils 32 Bits, daher wird oft davon ausgegangen, dass seine Fähigkeiten den 32-Bit-Prozessoren nahe kommen. Einzelheiten zu seiner Architektur, seinem Befehlssystem und seinen Betriebsmodi können in [5 - 7] nachgelesen werden. Der Schaltplan zum Anschluss des Mikroprozessors in der Sega-Konsole ist in Abb. dargestellt. 22. Normalerweise wird die Mikroschaltung MC68000P10 verwendet (die Pin-Nummern des in einigen Modellen installierten MC68000FN8 sind in Klammern angegeben). Die letzten Ziffern des Namens geben die maximale Taktfrequenz des Prozessors in Megahertz an; die Buchstaben davor geben den Gehäusetyp an: P – 64-Pin DIP, FN – 68-Pin QFP (Oberflächenmontage). Die folgenden Informationen zur Belegung der Mikroprozessor-Pins sind hilfreich bei der Analyse von Signaloszillogrammen während der Reparatur einer Videokonsole.
A1 – A23 (Ausgänge) – 23-Bit-Adressbus. Der interne Programmzähler hat 24 Bit, der AO verfügt jedoch nicht über einen externen Ausgang. AS (Ausgang) – Adress-Strobe. Ein niedriger Pegel bedeutet, dass die an A1 - A23 ausgegebene Adresse dekodiert werden kann. BERR (Eingabe) – Busfehler. Das Peripheriegerät meldet, dass es einen Fehler auf den Prozessorbussen erkannt hat. ВG (Ausgang) - Busse werden bereitgestellt. Der Prozessor meldet, dass er die Busse für das Peripheriegerät freigegeben hat. BGACK (Eingabe) – Bestätigung der Busbereitstellung. Das Peripheriegerät meldet, dass es die Prozessorbusse erfasst hat. BR (Eingabe) – Busanforderung. Das Peripheriegerät fordert den Prozessor auf, Busse bereitzustellen. CLK (Eingang) – Taktimpulse. Je nach Prozessormodifikation kann ihre maximale Wiederholungsrate 8, 10, 12,5 oder 16 MHz betragen. DO - D15 (Eingänge-Ausgänge) - 16-Bit-Datenbus. DTACK (Eingabe) – Bestätigung der Datenübertragung. Das angesprochene Gerät meldet, dass es zum Datenaustausch mit dem Prozessor bereit ist. E (Ausgang) - Impulse mit einer Periode gleich 10 Perioden des CLK-Signals. FCO – FC2 (Ausgänge) – Funktionscode. Ermöglicht die Nutzung von vier Speichersegmenten à 16 MB. GND ist ein gemeinsames Kabel. HALT (Eintritt – Austritt) – Stopp. Wenn dieser Eingang auf Low geht, pausiert der Prozessor, bis er wieder auf High geht. Die meisten seiner Ausgänge gehen beim Abschalten in einen hochohmigen Zustand. Wird ein doppelter Systemfehler erkannt, stellt der Prozessor selbst seine Arbeit ein und signalisiert dies durch einen Low-Pegel am HALT-Pin. IPL0 – IPL2 (Eingänge) – Interrupt-Anfrage. Der numerische Wert des Codes an diesen Pins entspricht der Interrupt-Priorität. LDS (Ausgang) - Low-Byte-Daten-Strobe. RES (Eingabe – Ausgabe) – Grundeinstellung des Prozessors. Initialisiert durch einen Übergang von hoch nach niedrig. Wenn in einem ausführenden Programm ein RESET-Befehl auftritt, setzt der Prozessor selbst einen niedrigen Pegel an diesem Pin und hält ihn für 24 Perioden des CLK-Signals aufrecht. R/W (Ausgabe) – Richtung der Datenübertragung. Hoher Pegel – Lesen, niedriger Pegel – Schreiben. UDS (Ausgang) - High-Datenbyte-Strobe. VCC ist die Versorgungsspannung (+5V). VMA (Ausgang), VPA (Eingang) – Signale für die Zusammenarbeit mit Mikroschaltungen der MC68xx-Serie. Ein defekter Mikroprozessor kann durch nahezu jede Modifikation ersetzt werden, zum Beispiel MC68000P8, MC68NS000P10 (mit reduziertem Stromverbrauch), SCN68000 usw. Es kommen Taktimpulse CLK mit einer Frequenz von 7,6 MHz und ein Reset-Signal RES mit einer Dauer von ca. 10 μs vom KSB. Die Widerstände R2 – R11, R28 und die Kondensatoren C25 – C3O sind in einigen Versionen von Prozessorplatinen nicht verbaut. MIKROPROZESSOR Z80A „Advanced Age“ (entwickelt von der amerikanischen Firma Zilog in der zweiten Hälfte der 70er Jahre) hindert ihn nicht daran, einen Spitzenplatz in der Klasse der Acht-Bit-Prozessoren einzunehmen. Große Popularität erlangte es durch seinen Einsatz in den ersten massenproduzierten Heim- und Bürocomputern „ZX-SPECTRUM“, „YAMAHA-MSX“ und „SHARP MZ80B“. Die Architektur, Pinbelegung und Zeitdiagramme der Z80A-Signale werden beispielsweise in [8] ausführlich besprochen. Das Anschlussdiagramm für diesen Mikroprozessor in der Sega-Konsole ist in Abb. dargestellt. 23. Vom CSB kommen die Synchronisationssignale MCLK mit einer Frequenz von 3,547 MHz und Reset MRES mit einer Dauer von ca. 100 ms. Alle Schaltkreise des Datenbusses, das niederwertigste Bit des Adressbusses und einige Steuersignale sind über die Widerstände R5 – R2 mit der +29-V-Stromversorgung (VC42) verbunden.
Bei vielen Modellen von Set-Top-Boxen ist auf der Prozessorplatine Platz für den Einbau ausgewählter Elemente vorgesehen. Wenn Sie beispielsweise die Z80A-Mikroschaltung durch ihre Analoga Z8400A (Gold Star), Z80B, KR1858VM1 ersetzen, müssen Sie möglicherweise die Kapazität des Kondensators C31 auswählen. ROM Die Gesamtgröße des Sega-RAM beträgt 136 KB. Dazu gehören: statisches RAM des Zentralprozessors mit 32Kx16-Organisation auf DD3- und DD4-Chips (Abb. 24), zusätzliches statisches RAM mit 8Kx8-Organisation auf DD5-Chip (Abb. 25), dynamisches Video-RAM mit 64Kx8-Organisation auf DD6- und DD7-Chips ( Abb. 26). Steuersignale für zusätzlichen RAM kommen vom Z80A-Mikroprozessor und dem KSB, der restliche Speicher kommt nur vom KSB.
Mikroschaltungen MB3 - 4LL (Japan), H84256 - 12, D61256A - 70, HM43256LFP - 15T (Malaysia), KM62256BLG - 12L (Korea) werden normalerweise als DD62256 und DD10 installiert. DD5 kann vom Typ TMM2064AP – 70, UM6264M – 12, MCM6264CJ – 15 (Japan) sein. Ihre Zugriffszeit beträgt 70...150 ns, was bei Bedarf den Einsatz der Mikroschaltungen KR537RU17, KR537RU17E, KR537RU17Zh als Ersatz ermöglicht. Manchmal wird hier SRM20256 - LM12 installiert, dessen Kapazität das Vierfache der erforderlichen 8 KB beträgt. Das Design der Leiterplatte ermöglicht dies ohne jegliche Modifikationen. Darüber hinaus ist das normalerweise ungenutzte Pin-1-Pad mit dem CSB verbunden, was theoretisch die Entwicklung von Spielprogrammen ermöglicht, die bis zu 16 KB zusätzlichen Speicher benötigen. Die Mikroschaltungen DD6, DD7 können vom Typ HM53461ZP - 12, D41264V - 15, МВ81461 - 12, M5M4C264L - 12 (Malaysia, Japan) sein. Die Pinbelegung von HM53461ZP-12 ist in Abb. dargestellt. 27. Die Referenzdaten sind in [9] zu finden. Bei allen aufgeführten Chips handelt es sich um Dual-Port-Video-RAMs. Jeder verfügt über einen dynamischen RAM-Port mit einer 64KX4-Organisation und einen seriellen SAM-Port mit vier 256-Bit-Registern. Die Dual-Port-Architektur minimiert Konflikte zwischen dem Prozessor und dem Gerät zur Videosignalerzeugung und beschleunigt dadurch die Grafikverarbeitung.
RAM – Video-Port – RAM ähnelt dem regulären dynamischen Direktzugriff und wird durch RAS-, CAS- und WE-Signale gesteuert. Das Schreiben und Lesen der Daten erfolgt über Bus 1/01 - 1/04. Abtastzeit – 100...150 ns, Regenerationszyklus – nicht mehr als 4 ms. Bei Sega-Set-Top-Boxen (Diagramm in Abb. 26) wird der Datenbus der RAM-Ports mit dem Adressbus AO - A7 kombiniert. Dies geschieht, um die Gesamtzahl der Verbindungsleitungen zu reduzieren. SAM – Port wird durch DT/OE-, SOE-, SC-Signale gesteuert. Sein Datenbus ist SI/01 - SI/04. Hierbei handelt es sich um einen „schnellen“ Zugriffsport mit einer Abtastzeit von 40...60 ns. Zwischen den RAM- und SAM-Ports besteht ein 256-Bit-Datenaustauschpfad. Austauschoperationen werden im RAS-CAS-Zyklus bei bestimmten Werten von Steuersignalen durchgeführt. Portaufrufe können asynchron sein. Der Prozessor hat das Recht, Informationen in jeder Video-RAM-Zelle über den RAM-Port zu ändern, auch während der Bildung von Videosignalen vom Datenausgang zum SAM-Port. Es gibt einen speziellen maskierten Aufnahmemodus, der es Ihnen ermöglicht, den Zustand mehrerer Bits einer Speicherzelle zu ändern, ohne den Rest zu beeinflussen (z. B. schnell eine Linie vor dem Hintergrund eines vorhandenen Bildes zu zeichnen). Bei der Auswahl von Ersatz-Speicherchips sollten Sie nicht nur deren Informationskapazität, sondern auch deren Bauform berücksichtigen. Beispielsweise verfügen viele Prozessorplatinen über Chips in oberflächenmontierten SOP-Gehäusen. Sie können leicht durch Analoga in DIP-Gehäusen ersetzt werden, wenn die Leiterplatte über Kontaktpads für beide Gehäusetypen verfügt. Andernfalls müssen Sie eine Adapterplatine herstellen. KSB. Dies ist die wichtigste Komponente der Prozessorplatine. Alle darin enthaltenen Mikroschaltungen sind multifunktional. Ihnen werden fast alle Signale von den Mikroprozessoren MC68000 und Z80A, dem RAM und den Anschlüssen zugeführt. Als Beispiel geben wir den Aufbau der KSB-Serie TA an:
Häufig wird auch die SE-Serie verwendet, die aus drei Mikroschaltungen (SE - 93, SE - 94 und SE - 95) besteht, die ähnliche Funktionen erfüllen. Am erfolgreichsten ist der Einsatz der MD2-Mikroschaltung in den neuesten Modellen von Sega-270-Konsolen, die den gesamten KSB ersetzt. Für kleine Abmessungen und erhöhte Zuverlässigkeit musste ich für ein Gehäuse mit 208 Pins im Rastermaß 0,5 mm bezahlen. GABELN XP1 („CONTROL 1“) UND XP2 („CONTROL 2“). In Abb. In Abb. 28 und 29 zeigen Diagramme ihrer Verbindung zum KSB in „Sega – 1“ und „Sega – 2“. Das Aussehen der Stecker und der Zweck ihrer Anschlüsse sind in Abb. dargestellt. 30. Die Namen der Schaltkreise in Klammern beziehen sich auf „Sega – 2“. Der Stromkreis (VC2) ist durch den für XP43 und XP1 gemeinsamen Widerstand R2 vor Kurzschlüssen in den Joysticks geschützt. Manchmal wird es durch einen Jumper ersetzt. Als Beispiel sind die Widerstände R44 – R47 dargestellt. In verschiedenen Modellen von Set-Top-Boxen können sie in unterschiedliche Schaltkreise eingebunden werden, ihre Anzahl kann mehr oder weniger betragen.
BUCHSEN XS2 („SYSTEM“) und XS3 („KARTUSCHE“). Ihre Kontakte (der Zweck ist in den Tabellen 1 bzw. 2 angegeben) können alphanumerisch oder digital nummeriert sein. An beiden Buchsen werden viele Signale parallel ausgegeben, die zu Diagnosezwecken genutzt werden können. Überprüfen Sie beispielsweise bei in XS3 eingesetzter Kassette, ob Adress- und Datensignale an den XS2-Pins vorhanden sind. Fehlfunktionen der Kontakte B1 – VZ, B10 – B15, B18 – B21, B26, B28 – B31 der „CARTRIDGE“-Buchsen haben in der Regel keinen Einfluss auf die Leistung der Konsole, da sie in den Modules der meisten Spiele nicht verwendet werden. Bei Bedarf kann die Set-Top-Box durch Anschluss an den VCC-IN-Kreis der Buchse „SYSTEM“ von einer beliebigen Gleichspannungsquelle 9...10 V mit einer Nennstromstärke von mindestens 0,8 A gespeist werden. EXTERNE SIGNALE CSB Ketten, deren Namen in der Tabelle aufgeführt sind. 1 und 2 beginnen mit den Buchstaben X oder Y verbunden mit KSB (außer ХВ2 und ХВ15). Offenbar sollen sie den Expander „Sega-32X“ steuern, der eine 16-Bit-Konsole in eine 32-Bit-Konsole verwandelt. Der Expander funktioniert mit speziellen Patronen, die mit normalen Patronen nicht kompatibel sind. Funktioneller Zweck einiger Signale: ХВ2 (Eingang) - Signal vom elektrischen oder mechanischen Schütz; ХВ13 (Ausgang) – negative horizontale Synchronisationsimpulse (H) mit einer Dauer von 4 und einer Wiederholungsperiode von 64 μs; ХВ14 (Ausgang) – ähnliche vertikale Abtastimpulse (V) mit einer Dauer von 0,2 und einer Wiederholungsperiode von 20 ms; ХВЗО, ХВ31 (Eingänge) – Signale zur Auswahl externer Geräte, zum Beispiel FLASH-Speicher in einer Kassette.
Diagramme von Knoten, die externe Signale an den CSB übertragen, sind in Abb. dargestellt. 31. Durch Drücken der SB1-Taste „RESET“ wechselt der niedrige logische Pegel am entsprechenden Eingang des KSB auf einen hohen. Bei einigen Modellen von Prozessorplatinen ist für die Erstinstallation ein Signal mit entgegengesetztem (niedrigem) Pegel erforderlich, und die Taste (mit der Bezeichnung SB1') ist wie durch die gestrichelte Linie dargestellt verbunden, und die Elemente R51, R56, C3З fehlen. Im Gegensatz zur „Dendy“-Konsole, deren Betrieb unterbrochen wird, wenn die „RESET“-Taste längere Zeit gedrückt gehalten wird, geht die „Sega“ in dem Moment, in dem sie gedrückt wird, in ihren Ausgangszustand über, da der KSB aus dem Signalabfall erzeugt wird kurze einzelne Reset-Impulse RES bzw. MRES für den MC68000 und Z80A. Der Schmitt-Trigger am DA4.1-Operationsverstärker ist für den Empfang des oben genannten XB32-Signals von der Sega-2X-Kassette oder dem Expander ausgelegt. In der Schaltung XB15 wird anstelle des Kondensators C36 manchmal eine Brücke eingebaut. Der Schiebeschalter SA2 befindet sich neben der XS2-Buchse. Die Steuerung ist ohne Demontage der Konsole möglich. Es wird beim Arbeiten mit dem Sega-CD-Laufwerk verwendet. Abhängig von der Position von SA2 wird im KSB ein High- oder Low-Pegel-Signal empfangen. Der durch die gestrichelte Linie dargestellte Transistor VT1 ist nur in den Set-Top-Boxen verbaut, an die das Sega-CD-Laufwerk fest angeschlossen ist. Es fasst die Steuersignale zum Andocken an die Systemplatine der Kassette (CHECK) und des Laufwerks (CTRL) zusammen. Das CHECK-Signal hat Priorität – der Prozessor wartet zuerst die Kassette. Der Transistor VT2 erzeugt beim Einschalten der Versorgungsspannung einen High-Pegel-Impuls mit einer Dauer von 1,5...2 s. Der Betrieb der meisten Spielprogramme hängt nicht von den berücksichtigten Signalen ab (mit Ausnahme von RESET). Kaskaden an den Transistoren VT1, VT2 (ihre Analoga sind KT3102A) sowie der Schalter SA2 fehlen möglicherweise. NF-VERSTÄRKER In Abb. 32 zeigt ein Diagramm des Teils der Prozessorplatine, in dem Audiofrequenzsignale vom Musikprozessor (SOUND1 – SOUND3), vom Tonabnehmer (SOUND4, SOUND5) und vom Systemanschluss (SOUND6, SOUND7) summiert und verstärkt werden. Signale der letzten beiden Quellen werden in Spielprogrammen sehr selten verwendet. Aber beispielsweise durch den Anschluss eines Tongenerators an die Kontakte B1 (SOUND4) und VZ (SOUND5) der Buchse „CARTRIDGE“ können Sie die Funktionsfähigkeit des Audiopfades der Video-Set-Top-Box überprüfen, ohne diese zu öffnen.
Der Musikprozessor erzeugt ein hochwertiges Stereo-Audiosignal (SOUND1, SOUND2) und zusätzlich einen monophonen SOUND3, dessen Klangqualität an die musikalische Untermalung in der Set-Top-Box „Dendy“ erinnert. Sie werden kanalweise in den Kreisen R60 – R73, C38 – C43 summiert. Das SOUND3-Signal wird, nachdem es den aktiven Tiefpassfilter des DA5.1-Operationsverstärkers durchlaufen hat, über die Widerstände R79 und R80 beiden Stereokanälen zugeführt. Ähnliche Filter sind oft in den SOUND1- und SOUND2-Schaltkreisen enthalten, um „Stufen“ in digital erzeugten Signalen zu unterdrücken. Ein zweikanaliger vorläufiger Ultraschallverstärker wird mit den Operationsverstärkern DA6.1 und DA6.2 zusammengebaut. Die Signale ihrer Ausgänge werden über die Widerstände R88 und R89 einem Leistungsverstärker für Stereotelefone (Operationsverstärker DA6.3 und DA6.4) zugeführt. Die Lautstärke wird über einen doppelten variablen Widerstand R92 gesteuert, der im Rückkopplungskreis dieser Operationsverstärker enthalten ist. In Set-Top-Boxen, die keinen Ausgang für Stereo-Telefone und keinen Lautstärkeregler haben, werden anstelle von R91 - R93 Widerstände mit einem Nennwiderstand von 8 kOhm zwischen den Pins 9, 6.3 des DA13,14 und 6.4 DA10 op eingebaut -Verstärker. Die Signale S - LEFT, S - RIGHT und MONO werden ausgegeben, und das letzte davon (monaural) wird durch Summieren der Stereokomponenten erhalten und nach Verstärkung durch eine Kaskade am DA6.2-Operationsverstärker einer Vollfarbe zugeführt Fernsehsignalgenerator (PAL-Encoder). Sie können den Surround-Sound des Spiels hören, indem Sie Kopfhörer oder einen externen Stereoverstärker mit Lautsprechern an die Konsole anschließen. Einige Modelle verfügen nicht über Stereo-Audiosignale. Den nichtinvertierenden Eingängen aller Operationsverstärker (außer DA5.1) wird von einem Spannungsteiler aus Widerständen R74, R75 mit Sperrkondensatoren C50, C52 eine konstante Vorspannung in Höhe der halben Versorgungsspannung zugeführt. Manchmal gibt es keinen Teiler und die erforderliche Spannung wird vom PAL-Encoder-Chip an die Ultraschalleinheit geliefert Bei verschiedenen Modellen von Video-Set-Top-Boxen können die Nennwerte der passiven Ultraschallfrequenzelemente von den im Diagramm angegebenen abweichen. Oft werden Operationsverstärker anderer Typen verwendet. Manchmal besteht der Verstärker teilweise aus Transistoren. Es gibt sogar Modelle von Set-Top-Boxen, bei denen die Ultraschallfrequenz einkanalig ist (anscheinend hat das Unternehmen an Funkelementen gespart). Als Ersatz für Ultraschallfrequenz-Mikroschaltungen eignen sich nahezu alle gängigen Operationsverstärker, die mit einer Versorgungsspannung von 5 V betrieben werden können, zum Beispiel K1423UD2, K1401UD2A, K1401UD2B, ausländische Operationsverstärker der Serie 324. Beim Einbau in a Set-Top-Box sind eventuelle Unterschiede in den Gehäusearten und Pinbelegungen zu berücksichtigen. Im Falle eines Totalausfalls kann die gesamte Baugruppe durch jedes selbstgebaute Mono- oder Stereo-Ultraschallfrequenzgerät mit einer Nenneingangsspannung von ca. 20...50 mV und einer Ausgangsspannungsamplitude von 1,5...2 V ersetzt werden. Seine Eingänge sind verbunden mit den Kondensatoren C46, C47 (bis oder nach ihnen), die leicht auf der Platine zu finden sind, wobei der Schwerpunkt auf den symmetrischen RC-Kreisen R60 - R73, C38 - C43 liegt. PAL-ENCODER Die Umwandlung der Videosignale R, G und B in ein Vollfarbfernsehsignal des PAL-Standards erfolgt durch einen speziellen Chip, meist MC13077 von Motorola (Encoderschaltung – in Abb. 33) oder CXA1145 von Sony (Abb. 34). . Beide sind universell einsetzbar und können in den Standards PAL und NTSC arbeiten. Der Buchstabe am Ende des Namens der Mikroschaltung gibt den Typ ihres Gehäuses an: P – DIP, M – für Oberflächenmontage.
Vom CSB werden Videosignale in den Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) sowie eine Mischung aus horizontalen und vertikalen Synchronisationsimpulsen (SYNC) empfangen. Widerstandsspannungsteiler reduzieren den Bereich dieser Signale an den Eingängen des Encoderchips von 4...5 auf 1...1,5 V. Die Taktfrequenz von 17,73 MHz (vierfache Frequenz des Farbträgers im PAL-System) wird durch einen Quarzresonator eingestellt. Manchmal wird der interne Taktgenerator der Mikroschaltung nicht verwendet und das Signal der erforderlichen Frequenz wird extern zugeführt. In einem Gerät, das gemäß dem Diagramm in Abb. 34 Um von einem externen auf einen internen Generator umzuschalten, wird der Jumper X1 - X2 auf die Position XZ - Die mit den Pins Y1 - Y7 der Mikroschaltung MC13077 und Y1 - Y6 des SXA1145 verbundenen Elemente bilden den Frequenzgang der Helligkeit des .-Kanals des Konverters. Wenn Sie einen Bruch der Induktivitäten vermuten, können Sie deren Gleichstromwiderstand mit einem Ohmmeter prüfen (L3, L4 – 1,6... 1,8; L5 – 0,6 Ohm). Wie bei Ultraschallfrequenzgeräten können die Werte von Widerständen und Kondensatoren von den in den Diagrammen angegebenen Werten abweichen. Das Hauptausgangssignal des VIDEO-Konverters gelangt über die „A/V“-Buchse (XS5 in Abb. 33, XS6 in Abb. 34) zum Hochfrequenzmodulator oder direkt zum Videoeingang des Fernsehers. Das Aussehen und der Zweck der Kontakte dieser Steckdosen sind in Abb. dargestellt. 35 und 36.
Der CXA1145-Chip übernimmt zusätzliche Funktionen: Er verstärkt das MONO-Audiosignal, erzeugt leistungsstarke Videosignale an den RO-, GO- und BO-Ausgängen, die mit den entsprechenden Eingängen einem Farbmonitor oder Fernseher zugeführt werden können. Gleichzeitig ist die Bildqualität höher, da keine Doppelkonvertierung RGB - PAL - RGB erfolgt. Manchmal wird der Ultraschalleinheit eine Spannung von 2,5 V von Pin 14 der Mikroschaltung SXA1145R an die nichtinvertierenden Eingänge des Operationsverstärkers zugeführt. Die Mikroschaltung MC13Q77 kann durch die Mikroschaltung MC1377-B ersetzt werden, indem sie gemäß der in [10] angegebenen Schaltung angeschlossen wird. Zur Stromversorgung benötigen Sie eine Spannung von +12 V. Eine Sega-Set-Top-Box mit einem defekten und nicht reparierbaren PAL-Encoder kann weiterhin verwendet werden, wenn an den KSB-Ausgängen R-, G-, B-, SYNC-Signale anliegen. Sie müssen dem Schnittstellenmodul mit einem Heimcomputer-Fernseher zugeführt werden (z. B. „Orion – 128“, „ZX – SPECTRUM“). Möglicherweise sind zur Anpassung der Balance zusätzliche Emitterfolger und Trimmwiderstände erforderlich. FEHLERBEHEBUNG FÜR VIDEOS Die häufigsten Fehlerursachen bei Spielekonsolen sind Drahtbrüche in Verbindungskabeln und Kabeln sowie schlechter Kontakt in Anschlüssen. Beginnen Sie die Fehlerbehebung daher immer mit der Überprüfung der Qualität der Verbindungen. Viele Komponenten der Set-Top-Box erfüllen die gleichen Funktionen wie jedes Mikroprozessorsystem und sind recht einfach zu diagnostizieren und zu reparieren. Die Ausnahme bildet KSB, dessen Mikroschaltungen eine komplexe, nicht standardmäßige Struktur und zahlreiche interne und externe Verbindungen aufweisen. Die Fehlerbehebung ist schwierig; außerdem können Mikroschaltungen einer Serie nicht durch Analoga einer anderen ersetzt werden. In der Praxis wird häufig eine Technik eingesetzt, die es ermöglicht, auf den kompletten Stromkreis einer bestimmten Set-Top-Box zu verzichten. Es reicht aus, die Struktur der Hauptknoten und die Organisation der Verbindungen zwischen ihnen gut zu verstehen. Zunächst ist darauf zu achten, dass die Spannungen in den Kreisen VC1 und VC2 im Bereich von 4,85...5,15 V liegen und die doppelte Amplitude ihrer Welligkeit 80 mV nicht überschreitet. Nachdem Sie die äußeren Erscheinungsformen der Störung analysiert haben und davon ausgehen, dass das KSB betriebsbereit ist, müssen Sie die zu überprüfenden Knoten bestimmen. Es ist notwendig, die Anlage sorgfältig zu prüfen, Oszillogramme der Signale an charakteristischen Punkten zu erstellen und Teile auszutauschen, deren Funktionsfähigkeit zweifelhaft ist. Wenn die geleistete Arbeit keine Ergebnisse bringt, können wir mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf schließen, dass die Störung im KSB liegt. Danach müssen Sie sich nur noch entscheiden, was einfacher ist: Mehrpolige Mikroschaltungen ohne Garantie auf Ergebnisse und mit dem Risiko einer Beschädigung der Leiterplatte austauschen oder eine neue Videokonsole kaufen. Um die Fehlersuche bei digitalen Komponenten zu erleichtern, können Sie die sogenannten MFD-Tabellen (Manual Fault Diagnostics) [11] nutzen. Um eine solche Tabelle zu erstellen, benötigen Sie eine Logiksonde [12, 13], mit der Sie die Art des Signals in der zu testenden Schaltung bestimmen können: H - konstant hoher Pegel; L - konstant niedriger Pegel; Z - Zustand hoher Impedanz; P - Impulse ohne Vorherrschaft einer der Ebenen; HP (LP) - Impulse mit vorherrschendem hohem (niedrigem) Pegel; Р1 (НР1, LP1) - ähnliche Einzelimpulse; RT (NT, LT) - Pulsstöße von kurzer Dauer; HLZ - Impulse komplexer Form (mit mehr als zwei Ebenen). In der Tabelle 3 und 4 zeigen MFD-Tabellen für die Pinbelegung der beiden in der Sega-Konsole verfügbaren Mikroprozessoren. Die Sondenwerte wurden in den folgenden Zuständen der Konsole erfasst: 1 - einige Sekunden nach dem Einschalten (ohne Kartusche); 2 - nach dem Drücken der Taste "RESET" (ohne Patrone); 3 - während des Spiels (Kassette installiert).
Durch Wiederholung der Messungen im zu reparierenden Gerät und Vergleich der Ergebnisse können Sie das defekte Gerät schnell finden. Natürlich dienen MFD-Tabellen zwar einer qualitativen Bewertung von Signalen, dienen aber nur als eine Art Hinweis. Ihre Zusammenstellung und Verwendung sollte kreativ angegangen werden. Abhängig vom Modell der Set-Top-Box und der verwendeten Sonde können die Ergebnisse leicht variieren. Es ist wichtig, die charakteristischen Merkmale jedes Signals zu beachten und sie in den Symbolen und Anmerkungen zu den Tabellen widerzuspiegeln. Zum Beispiel die Buchstaben RT in der Tabelle. 3 zeigt Impulse an, die einer „Mäanderform“ ähneln und etwa 2,5 s dauern. Für eine detailliertere Untersuchung eines Multiprozessorsystems wie der Sega-Konsole ist der Einsatz von Signaturanalysen und anderen komplexen Methoden erforderlich. Literatur
Autor: S. Ryumik, Tschernihiw, Ukraine
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01.05.2024
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Kommentare zum Artikel: Oleg Mein Sega erzeugt ein grünes Bild. Spiele starten, alles funktioniert, aber alles ist wie durch grünes Glas ... Aus Ihrem Artikel habe ich erkannt, dass das Problem möglicherweise in der SHA-Mikroschaltung liegt. Wird der Austausch das Problem beheben? RoboDron Toller, hilfreicher Artikel! In den Regalen, ohne Wasser und mit Plänen! Vielen Dank!!!
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