Menu English Ukrainian Russian Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


Особенности схемотехники 16-битных приставок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телевидение

Комментарии к статье Комментарии к статье

Совсем недавно восьмибитные видеоприставки "Dendy" и их аналоги вызвали "компьютерную революцию" в умах и сердцах детей и подростков. Однако прогресс не стоит на месте. Вот уже 16-, 32- и даже 64-битные игровые телевизионные приставки демонстрируют великолепные графические и музыкальные возможности. Понятно, что чем больше разрядность, тем лучше. Но с другой стороны, тем дороже приставка и программы к ней. Сегодня многие отдают предпочтение 16-битным видеоприставкам, обеспечивающим неплохое качество при относительно невысокой цене. Появившись в конце 80-х годов, они и в наши дни устойчиво занимают свою нишу на рынке.

Из множества моделей 16-битных игровых видеоприставок, продаваемых под различными торговыми марками, всеобщее признание завоевало семейство, разработанное японской фирмой Sega Enterprises Ltd. Для приставок "Sega" создано более тысячи игровых программ, выпускаются книги и буклеты с их красочными описаниями. В связи с популярностью таких приставок для них успешно конвертируются многие игры, первоначально разработанные, например, для компьютеров IBM PC или "Amiga".

Бросается в глаза тщательная проработка вопросов унификации приставок, охраны авторских прав на их внешний вид и технические решения. Хотя предприятия-изготовители разбросаны по всему миру от Канады до Сингапура, все приставки "Sega" выглядят одинаково, тщательно выдерживаются дизайн картриджей и джойстиков, типы и назначение выводов разъемов, параметры блоков питания.

В зависимости от телевизионных стандартов, принятых в разных странах, выпускается несколько модификаций приставок "Sega" [1]. Наиболее известны американский ("Sega Genesis"), азиатский (или японский) и европейский варианты. Совместимость их игровых картриджей обеспечивается специальными переходниками, так называемыми "Меgа Кеу"-расширителями. Кроме фирменных, существует множество "Sega"-совместимых приставок, продаваемых под различными названиями, например, "StarDrive-2", "SuperAlpha". В силу определенных обстоятельств у нас наиболее распространены азиатские, а не европейские модели.

Различают три поколения видеоприставок "Sega". Первой появилась "Sega Mega Drive" (мы будем называть ее сокращенно "Sega-1"), затем в 1990 г. - "Sega Mega Drive-2" (далее - "Sega-2"), а чуть позже - "Sega Mega CD". Первые две рассчитаны на работу с картриджами, последняя - с лазерными дисками. Анализ рынка игровых программ для 16-битных приставок показывает, что картриджи, как носители программ, вряд ли в обозримом будущем уступят пальму первенства лазерным дискам. Массовый переход на них, очевидно, произойдет после широкого распространения 32-битных приставок.

По указанным причинам мы ограничим круг рассматриваемых в статье вопросов схемотехникой азиатских моделей первого и второго поколений. С точки зрения особенностей ремонта отличия "Sega-2" от предыдущей модели неввлики: в системном разъеме имеется вход, позволяющий контролировать правильность подключения дополнительных устройств (например, специализированного CD-ROM), а в джойстике увеличено число функциональных кнопок. Совместимость программ гарантируется только снизу вверх. Это значит, что игры, выпущенные для "Sega-1" (их известно более 200), будут работать и на "Sega-2", но совсем не обязательно наоборот.

Несколько слов о конструктивно-технологических особенностях приставок "Sega". В последнее время в них все чаще применяется поверхностный монтаж электрорадиоэлементов на печатную плату. Эта прогрессивная технология позволяет значительно повысить производительность труда на сборочных и монтажных работах, улучшить качество паяных соединений, уменьшить габариты, массу и в конечном счете стоимость изделия. Но делать печатные платы на сложных и очень дорогих роботизированных комплексах поверхностного монтажа может позволить себе далеко не каждый производитель. Так что применение подобной технологии с большой степенью вероятности указывает на крупную фирму и хорошее качество продукции.

Для поверхностного монтажа выпускаются специальные миниатюрные компоненты: так называемые чип-резисторы и чип-конденсаторы размерами примерно 3,2x1,6x1 мм, микросхемы, транзисторы и диоды в малогабаритном корпусе с выводами профиля "крыло чайки". В англоязычной литературе их часто называют SMD (Surface Mounting Devices - приборы, монтирующиеся на поверхность).

Номинальное сопротивление чип-резистора можно определить по надписи на его корпусе, состоящей из трех, а у прецизионных резисторов - из четырех цифр. Последняя из них показывает, сколько нулей необходимо дописать справа к предыдущим цифрам, чтобы получить сопротивление в омах. Например, надпись "150" означает 15 Ом, "561" - 560 Ом, "112" - 1100 Ом (1,1 кОм), "106" - 10 МОм, а "2741" - 2,74 кОм. У низкоомных резисторов целая часть значения сопротивления в омах отделяется от дробной буквой R. Например, "4R7" означает 4,7 Ом, "54R9" - 54,9 Ом.

К сожалению, определить по внешнему виду номиналы чип-конденсаторов затруднительно, так как соответствующая маркировка на них, как правило, отсутствует. Номинал бывает указан только на упаковке, в которой такие конденсаторы поступают на сборочную линию.

Вышедшие из строя чип-резисторы можно заменять обычными мощностью 0,063 или 0,125 Вт, а чип-конденсаторы - малогабаритными керамическими (КМ - 56, К10 - 17), укоротив и отформовав их выводы.

УСТРОЙСТВО ПРИСТАВКИ "SEGA"

Приставки "Sega" азиатских моделей формируют телевизионный сигнал стандарта PAL. 512-цветное изображение состоит из 320 точек по горизонтали и 224 - по вертикали. Звуковое сопровождение игр - стереофоническое. Потребляемая от сети мощность - 8...14 Вт.

Схема соединения основных компонентов приставки изображена на рис. 1. Ее основа - процессорная плата, занимающая практически полностью базовый блок. На ней установлены разъемы, к которым подключают все другие узлы: 64-контактная розетка для игрового картриджа ("CARTRIDGE"), 60-контактная системная вилка ("SYSTEM"), две девятиконтактные вилки для джойстиков ("CONTROL 1" и "CONTROL 2"), гнезда питания ("ADAPTOR") и головных стереотелефонов ("PHONES"), розетка для соединения с телевизором ("A/V") по низкой или, через модулятор, по высокой частоте.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

"POWER", при этом загорается светодиодный индикатор. Кнопка "RESET" служит для приведения устройства в исходное состояние, а в некоторых случаях - и для выбора одной из нескольких игровых программ, записанных в одном картридже. Имеется регулятор громкости звукового сопровождения "VOLUME".

На практике встречаются приставки, состав которых отличается от описанного. Иногда отсутствуют светодиодный индикатор, регулятор громкости, гнездо для головных телефонов. Высокочастотный телевизионный модулятор находится снаружи или внутри приставки, модулятор может соединяться с антенным входом телевизора через механический переключатель.

СЕТЕВОЙ АДАПТЕР

Приставка "Sega" питается от сети переменного тока через трансформаторный блок питания с выпрямителем, выполненным по обычной мостовой схеме (рис. 2, а). По сравнению с аналогичным блоком для "Dendy" он может отдать почти в два раза большую мощность и при токе нагрузки 1,2 А развивает напряжение 10 В. Типовая нагрузочная характеристика блока при сетевом напряжении 220 В приведена на рис.2, б.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

В адаптере обычно установлен трансформатор с магнитопроводом сечением около 4 см2, например, типоразмера Ш16x24. Первичная (сетевая) обмотка содержит 2100...2300 витков провода диаметром 0,15 мм, вторичная (понижающая) - 120...130 витков провода диаметром 0,51 мм. Емкость конденсатора фильтра - 1000...3300 мкФ. Его рабочее напряжение должно быть не менее 16 В, но для надежности рекомендуется применять конденсаторы, рассчитанные на напряжение 25 В.

Диоды 1N5391 при необходимости можно заменить блоком КЦ410 с любым буквенным индексом или малогабаритными выпрямительными диодами, рассчитанными на ток не менее 1 А, например, КД208А, КД212А.

Как меру предосторожности, в цепь первичной обмотки трансформатора желательно включить предохранитель на ток 0,25 А. Можно использовать и плавкую вставку ВП1-2-0,25А-250 в керамическом корпусе с гибкими выводами. Нелишним будет и одно из описанных в [2] несложных защитных устройств.

Применять для питания "Sega" сетевой адаптер от "Dendy" недопустимо. Из-за перегрузки он в лучшем случае не разовьет напряжения, достаточного для нормальной работы видеоприставки, а в худшем - выйдет из строя.

МОДУЛЯТОР

Это устройство переносит спектр сформированных приставкой низкочастотных сигналов изображения (VIDEO) и звука (AUDIO) в полосу частот одного из телевизионных каналов метрового диапазона. Законченность конструкции, одинаковые габаритные и установочные размеры модуляторов в разных моделях "Sega" позволяют говорить об их унификации и достаточной отработанности.

Типовой модулятор (принципиальная схема показана на рис. 3) содержит три каскада: высокочастотный генератор сигнала несущей частоты изображения, генератор сигнала промежуточной частоты (ПЧ) звука и смеситель.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Генератор ПЧ звука собран на транзисторе VT2. Для разных вариантов стандарта PAL, на которые бывают рассчитаны азиатские модели "Sega", эта частота равна 4,5 (PAL - M), 5,5 (PAL - B), 6 (PAL - I) или 6,5 МГц (PAL - D). При необходимости генератор легко перестроить на принятую у нас частоту 6,5 МГц изменением положения подстроечника трансформатора Т1 и подборкой емкости конденсаторов С7 и С11.

Частота генератора модулируется изменением емкости коллекторного перехода транзистора VT2 под действием сигнала AUDIO. Размах этого сигнала находится в пределах 0,5...2 В. Если телевизор воспроизводит звуковое сопровождение игр с хрипами и искажениями, следует попробовать изменить режим работы транзистора подборкой резисторов R2 и R3 или уменьшить модулирующий сигнал, например, подключив параллельно конденсатору С2 резистор сопротивлением в несколько килоом.

На транзисторе VT1 собран генератор несущей частоты изображения. Частоту его колебаний определяет контур L1C3. Сигнал с выхода генератора подается на базу транзистора VT3, выполняющего функции смесителя. На эмиттер этого транзистора со вторичной обмотки трансформатора Т1 поступает сигнал ПЧ звука, а через резистор R10 - видеосигнал (VIDEO) размахом 1 - 1,5 В. Конденсатор С13 шунтирует цепь эмиттера транзистора VT3 по высокой частоте, лишь незначительно ослабляя сравнительно низкочастотные модулирующие сигналы. Выход модулятора через разъем XW1 соединяют коаксиальным кабелем с антенным входом телевизора.

На практике встречаются модуляторы, схемы которых имеют некоторые отличия от показанной на рис. 3:

  • отсутствуют конденсаторы С1, С2, С9;
  • резистор R6 заменен перемычкой, конденсатор С8 отсутствует;
  • взаимно переставлены резистор R7 и конденсатор С10;
  • резистор R11 подключен непосредственно к коллектору транзистора VT3, а не к точке соединения катушки индуктивности L2 и конденсатора С14;
  • пропорционально изменены номинальные сопротивления резисторов R2 и R3, R4 и R5.

В модуляторе могут быть установлены не только транзисторы S9018, но и 2SC3194, 2SC458. Их можно заменять практически любыми маломощными транзисторами структуры n-p-п с граничной частотой не менее 600 МГц, например, КТ355АМ или КТ325, КТ368 с любыми буквенными индексами.

Плата модулятора закрыта металлическим экраном размерами примерно 45Х35Х15 мм с отверстиями для подстройки индуктивности трансформатора Т1 и катушки L1. Если этот узел находится внутри базового блока приставки, контактные площадки ХТ1-ХТ4 соединяются короткими проводниками непосредственно с процессорной платой.

Модулятор, выполненный в виде отдельного модуля, помещается в пластмассовый корпус размерами примерно 80X40x20 мм. Он имеет отверстия для доступа к гнезду XW1 и для прохода четырехжильного экранированного кабеля, заканчивающегося вилкой, подключаемой к розетке "A/V" видеоприставки. Назначение контактов вилки показано на рис. 4. Неиспользуемые контакты в ней обычно отсутствуют. На рисунке они условно показаны крестиками.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Ток, потребляемый от источника питания по цепи VCC, не превышает 6...9 мА. Модуляторы от "Sega" и "Dendy" [3] взаимозаменяемы.

КАРТРИДЖ

Картридж представляет собой сменное ПЗУ, в котором записана игровая программа. Измерять его информационную емкость принято в мегабитах. Для самых простых игр требуется не менее 1 Мбит, а для наиболее динамичных и красочных - значительно больше. Например, картридж игры BOOGERMAN имеет информационную емкость 24 Мбит и хранит более 1800 кадров цветного изображения. Если попытаться скопировать из него данные в обычные ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием, то потребуется 48 микросхем 27512 или 384 К573РФ6.

Так как в приставках "Sega" на разъем "CARTRIDGE" выведены 23 разряда адреса, а шина данных 16-разрядная, к ним можно подключать картриджи емкостью до 128 Мбит. Узнают информационную емкость конкретного картриджа по маркировке установленных в нем ПЗУ. Например, надпись "42LG8M16B" означает, что микросхема имеет емкость 8 Мбит при 16-разрядной организации шины данных. Если же по маркировке определить емкость микросхемы не удается, можно попытаться сделать это, подсчитав число подведенных к ней разрядов шин адреса и данных. Чаще всего в картриджах применяют бескорпусные микросхемы ПЗУ, залитые каплей компаунда, иногда - микросхемы в пластмассовых корпусах с 42 или 44 выводами.

Внешний вид картриджа со стороны разъема и назначение наиболее часто используемых контактов показаны на рис. 5. Вилка разъема картриджа выполнена печатным способом на торце его платы. Нумерация контактов может быть как чисто цифровой (верхний ряд - нечетные, нижний - четные номера), так и буквенно-цифровой (нижний ряд - А1 - А32, верхний - В1 - В32). Верхней считается та сторона платы, где находятся микросхемы. Независимо от способа нумерации взаимное положение контактов, соответствующих одним и тем же сигналам, всегда одинаково. Номера линий электрической связи на приводимых ниже схемах картриджей соответствуют цифровым обозначениям контактов их разъемов.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Самый простой из картриджей (схема на рис. 6, игра "TOY STORY') содержит всего одну микросхему. Это обычное масочное ПЗУ информационной емкостью 32 Мбит, данные в которое занесены в процессе изготовления. Выходы DO - D15 переходят в активное состояние только при одновременной подаче сигналов низкого уровня на входы CS и ОЕ. При высоком уровне хотя бы одного из этих сигналов выходы ПЗУ остаются в высокоимпедансном состоянии. Цепь контроля подключения картриджа CHECK соединена с общим проводом внутри него. Если картридж отсутствует или неплотно установлен в разъем видеоприставки, уровень сигнала CHECK воспринимается ее главным процессором как высокий и он переходит в состояние ожидания низкого уровня этого сигнала.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

В картриджах с двумя восьмиразрядными ПЗУ (схема на рис. 7, игра "MORTAL КОМБАТ - 1") чаще всего в одной из микросхем (обычно маркированной буквой L) записаны младшие (DO - D7), а в другой (Н) - старшие (D8 - D15) разряды каждого 16-разрядного слова данных. Но встречаются картриджи, в которых разряды распределены между микросхемами иначе.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Более сложный вариант (схема на рис. 8, игра "BOOGERMAN") содержит два 16-разрядных ПЗУ, причем сигнал ОЕ проходит на соответствующий вход только одного из них в зависимости от уровня сигнала А20. Логика выбора реализована на элементах микросхемы DD3 (аналог К555ЛАЗ). Информационная емкость ПЗУ DD1 и DD2 иногда бывает не одинаковой.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

На рис. 9 представлена схема картриджа с двумя игровыми программами, записанными в одном ПЗУ. Их смена происходит при каждом нажатии кнопки сброса "RESET". Импульс RES, формируемый в этот момент базовым блоком приставки, изменяет состояние счетного триггера DD2.1, включая первую (А18 = 0) или вторую (А18 = 1) игру.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

В последнее время получают распространение игры, которые можно прервать в любой момент, сохранив игровую ситуацию, и возобновить при следующем запуске именное этой ситуации. Предусматривается также возможность запоминать имена игроков, хранить и обновлять список рекордов. Картриджи таких игр содержат не только постоянную, но и оперативную память, данные в которую можно записывать во время игры и сохранять при отключенном питании. Обычно это достигается применением вместо обычных ПЗУ так называемой FLASH-памяти. Другой вариант заключается в установке в картридж дополнительной микросхемы ОЗУ структуры КМОП с резервным питанием от гальванического элемента. Так как ток, потребляемый таким ОЗУ в режиме хранения ничтожен, может применяться миниатюрный элемент (или батарея) очень малой емкости.

Одна из возможных схем дополнительной оперативной памяти показана на рис. 10. Она может применяться совместно с ПЗУ, собранным по любой из рассмотренных выше схем. Для переключения ПЗУ/ОЗУ использован сигнал А19, но это может быть и какой-либо другой разряд шины адреса. Сигнал выбора кристалла (CS) подается на микросхемы ПЗУ не с контакта 33 разъема, а по цепи 33.1 с выхода логического элемента DD2.2.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Диоды VD1 и VD2 обеспечивают переключение цепи питания микросхемы DD1 (аналог К537РУ2) на батарею GB1 при отключении картриджа от базового блока. В этом случае транзистор VT1 закрыт, так как его база и эмиттер соединены с общим проводом через резисторы R2, R3 и внутреннее сопротивление отключенных от источника питания микросхем картриджа. Через резистор R1 на вход CS микросхемы DD1 поступает напряжение высокого логического уровня, поддерживая ее в невыбранном состоянии. Так обеспечивается сохранность записанных в ОЗУ данных.

В картридже, подключенном к работающей приставке, транзистор VT1 служит не инвертирующим усилителем с общей Зазой и передает сформированный элементом DD2.4 сигнал выбора кристалла на вход CS микросхемы DD1.

Средний ток, потребляемый картриджем, равен 20...80 мА. На его печатной плате обычно предусмотрено место для нескольких блокировочных конденсаторов в цепи питания, которые изготовители из соображений экономии, как правило, не устанавливают. При сбоях в работе игры следует все же установить здесь керамические конденсаторы, выбрав их емкость из расчета не менее 0,068 мкФ на каждую микросхему картриджа.

Ремонт картриджа следует начинать с внешнего осмотра, удаления спиртом или жестким ластиком загрязнений с контактов разъема и аккуратной пропайки с двух сторон всех переходных отверстий. Если в картридже, кроме ПЗУ, имеется микросхема малой или средней степени интеграции, то при подозрениях на неисправность ее следует заменить. Когда подобным осмотром установить дефект не удалось, можно попытаться паяльником хорошо прогреть корпус микросхемы ПЗУ - иногда это помогает восстановить контакт.

ДЖОЙСТИК

Приставка "Sega" обычно комплектуется двумя одинаковыми джойстиками (игровыми манипуляторами). Один из них, основной, подключают к разъему "CONTROL 1" с левой, а второй, дополнительный, - к разъему "CONTROL 2" с правой стороны приставки.

На верхней панели манипулятора может быть три, четыре или шесть круглых кнопок. "Четырехкнопочные" джойстики, внешне похожие на аналогичное устройство от "Dendy", встречаются очень редко. "Трехкнопочными" обычно снабжаются приставки "Sega-1", а "шестикнопочными" - "Sega-2".

Кнопками "А", "В", "С" управляют основными игровыми действиями (стрельбой, прыжками), а "X", "Y", "Z" (если они есть) вызывают вспомогательные действия, ими же обычно вводят различные пароли и коды. Любой джойстик обязательно имеет крестовину, нажатием на углы которой (они обозначены стрелками или надписями "UP","DOWN", "LEFT", "RIGHT") задают соответствующее направление движения объекта игры. Крестовина у стандартных джойстиков расположена слева, но специально для левшей выпускаются и такие, у которых она справа.

Кроме перечисленных, на манипуляторе обычно имеется еще несколько кнопок и переключателей. С помощью одной из них - "START" - начинают игру, а также приостанавливают и возобновляют ее. Темп игры можно замедлить переключателем "SLOW" (имитирует многократное нажатие этой кнопки). Кнопкой "MODE" изменяют режим работы приставки в некоторых играх.

Особо нужно сказать о предусмотренных во многих джойстиках для "Sega-1" кнопках "TURBO A", "TURBO В", "TURBO С". Они не выполняют самостоятельных действий, а лишь имитируют многократное нажатие одноименных "не TURBO" кнопок.

Джойстик от "Sega-2" полностью совместим с приставкой "Sega-1". Обратная замена также возможна, но не будет полноценной, так как игры, выпускаемые в последнее время, рассчитаны, как правило, на использование всего набора кнопок "Sega-2".

Принципиальные схемы джойстиков приведены на рис. 11 и 12 соответственно для "Sega-1" и "Sega-2". В каждом из них имеется всего одна специализированная бескорпусная микросхема. Потребляемый ею ток не превышает 300 мкА.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Временные диаграммы входных и выходных сигналов джойстика приведены на рис. 13 ("Sega-1") и 14 ("Sega-2").

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Цикл опроса состояния кнопок запускается сигналом SYN, формируемым приставкой. Обычно это одиночные импульсы отрицательной полярности или пачки из четырех таких импульсов длительностью 5...50 мкс, повторяющиеся с периодом 20...80 мс. Выходные сигналы можно условно разделить по логике формирования на три группы: А/В и START/C, LEFT/X и RIGHT/MODE, UP/Z и DOWN/Y Различия между группами принципиальны, например, нажатие кнопки "LEFT" приводит к немедленному изменению логического уровня на соответствующем выходе, а при нажатии кнопок "А" или "В" импульсы SYN проходят на выход "А/В" непосредственно или с инверсией. На рис. 13 и 14 показано по одному сигналу из каждой группы при нажатии различных кнопок.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Каждая из трех кнопок "TURBO" джойстика "Sega-1" при нажатии соединяет соответствующий вход ("А", "В" или "С") микросхемы DD1 с ее выходом F/2. Импульсы на зтом выходе имеют форму "меандра" с периодом 80 мс. Цепь ABC (общий провод этих кнопок) подключена внутри микросхемы к устройству защиты выхода F/2 от перегрузки, возникающей при одновременном нажатии кнопок "TURBO А" и "А", "TURBO В" и "В" или "TURBO С" и "С".

Общий вид печатной платы "шести-кнопочного" джойстика приведен на рис. 15.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Контактные площадки ХТ1 - ХТ9 соединены кабелем с розеткой XS1, внешний вид и назначение гнезд которой показаны на рис.16. Ремонтируя джойстик, следует в первую очередь убедиться в отсутствии обрывов проводов этого кабеля. Обратите внимание, что одноименные контактные площадки ХТ1-ХТ9 на платах джойстиков для "Sega-1" и "Sega-2" имеют разное назначение и соединены с разными гнездами розетки.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Схема простого устройства, заменяющего вышедшую из строя бескорпусную микросхему в джойстике "Sega-1", изображена на рис. 17. Все детали размещают в корпусе манипулятора: микросхему DD1 приклеивают к обратной стороне его печатной платы, соединения выполняют отрезками тонкого монтажного провода. Если кнопки SB1-SB8 остаются подключенными к неисправной микросхеме, резисторы R1-R8 можно не устанавливать - их функции выполнят сопротивления каналов ее МДП -транзисторов.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Заменить неисправную микросхему в джойстике приставки "Sega-2" значительно сложнее, так как форма ее выходных сигналов зависит от числа импульсов в пачке SYN. Возможный выход из положения - произвести замену, как описано для "Sega-1", но с таким джойстиком можно будет играть только в те игры, в которых не требуются дополнительные кнопки.

Режим "SLOW" поможет восстановить узел, собранный по схеме на рис. 18. Это генератор импульсов, период повторения которых в пределах примерно 20... 120 мс регулируют переменным резистором R2 (его тип не имеет значения, подойдет любой малогабаритный). Если в оперативной регулировке нет необходимости, вместо R1 и R2 можно установить один постоянный резистор, подобрав его при наладке устройства.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

ПРОЦЕССОРНАЯ ПЛАТА

Структурная схема процессорной платы приставки "Sega" представлена на рис.19. Это достаточно сложная вычислительная система, состоящая из центрального, видео- и музыкального процессоров.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

В качестве центрального используется микропроцессор MC68000. Он имеет 23-разрядную шину адреса (АО-А22), 16-разрядную шину данных (DO-D15), шину управления и работает по программе, считываемой из ПЗУ, находящегося в картридже, или с лазерного диска, привод которого "MEGA-CD" можно подключить к разъему "SYSTEM". Центральный процессор управляет работой всех других узлов приставки. Джойстики связаны с ним через разъемы "CONTROL 1", "CONTROL 2" и интерфейсную микросхему, входящую в состав так называемого КСБ - комплекта специализированных БИС, выполняющих в приставке многие важные функции. ОЗУ центрального процессора емкостью 32К 16-разрядных слов выполнено на микросхемах статической памяти.

Видеопроцессор (одна из микросхем КСБ) обрабатывает графические данные. Он формирует видеосигналы основных цветов R, G, В и синхросмесь SYNC. На выход приставки (розетку "A/V") поступает полный цветовой телевизионный сигнал стандарта PAL, сформированный из сигналов видеопроцессора кодером PAL. Трехшинная информационная магистраль связывает видеопроцессор с видео-ОЗУ, состоящим из двух микросхем динамической памяти общей емкостью 64 Кбайт. Регенерация этого ОЗУ - тоже функция видеопроцессора.

Музыкальный процессор состоит из восьмиразрядного микропроцессора Z80A, синтезатора звуков на одной из микросхем КСБ и статического ОЗУ емкостью 8 Кбайт. Они связаны 16-разрядной шиной адреса (МАО-МА15), восьмиразрядной шиной данных (MDO-MD7) и шиной управления. Сформированный музыкальным процессором стереофонический сигнал звукового сопровождения игры поступает на усилитель звуковой частоты (УЗЧ). Сюда же могут быть поданы звуковые сигналы непосредственно от картриджа или системного разъема. С выходом УЗЧ соединены гнездо головных стереотелефонов "PHONES" и розетка "A/V".

Работа всех узлов процессорной платы синхронизирована сигналом кварцевого генератора, номинальная частота колебаний которого - 53,203424 МГц (ровно в 12 раз выше частоты цветовой поднесущей в телевизионном стандарте PAL). На MC68000 подаются тактовые импульсы частотой в семь, а на Z80A - в 15 раз меньшей.

Рассмотрим устройство процессорной платы более подробно. Для удобства на всех приводимых далее принципиальных схемах использованы одинаковые названия сигналов и сквозная нумерация элементов.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Схема этого узла показана на рис. 20. Входное нестабилизированное напряжение поступает от сетевого адаптера через гнездо Х1. Дроссели L1, L2 подавляют высокочастотные помехи. При подозрениях на неисправность можно измерить омметром сопротивление дросселей постоянному току, которое не должно превышать 0,6 Ом. В некоторых моделях приставок вместо них установлены перемычки. Напряжение с гнезда Х1 поступает и на розетку "SYSTEM" (по цепи VCC-IN), что можно использовать в диагностических целях. Диоды VD1, VD2 (аналоги КД208А, КД212А, КД212Б) защищают видеоприставку от случайной подачи напряжения обратной полярности. В некоторых моделях один из диодов отсутствует.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

На микросхемах DA1 и DA2 собраны два идентичных стабилизатора напряжения 5 В. Первый из них по цепи VC1 обычно питает центральный и видеопроцессоры, видео-ОЗУ, картридж и устройства, подключаемые к розетке "SYSTEM". Второй, по цепи VC2 - остальные узлы. Разделение нагрузки облегчает тепловой режим микросхем DA1, DA2 и уменьшает связь по питанию между аналоговыми и цифровыми частями устройства.

Процессорная плата вместе с картриджем потребляют ток 0,5...0,8 А. Суммарная мощность, рассеиваемая на микросхемах стабилизатора, доходит до 5 Вт; обе они обычно установлены на общем металлическом теплоотводе. Его площадь желательно увеличить до 80... 120 см2, что повысит надежность видеоприставки. Встречаются процессорные платы, на которых цепи VC1 и VC2 соединены между собой, как показано на рис. 20 штриховой линией. В этом случае обе микросхемы стабилизаторов обязательно должны быть однотипными и иметь максимально близкие параметры, что следует учитывать при их замене. Кроме указанных на схеме, можно применить, например, LM7805CK или отечественные КР142ЕН5А,КР142ЕН5В.

Оксидные и керамические конденсаторы С1-С24 предназначены для обеспечения устойчивой работы стабилизаторов и фильтрации помех. Они распределены по всей площади процессорной платы и установлены в непосредственной близости от выводов питания микросхем. Общее число конденсаторов на платах, выпущенных разными фирмами, может быть разным.

В тех приставках, где отсутствует светодиодный индикатор напряжения питания HL1, его рекомендуется установить, просверлив для этого отверстие в крышке корпуса и закрепив в нем клеем светодиод, например, АЛ307БМ.

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР

В приставках "Sega" используют гибридный кварцевый генератор НО-12С фирмы HOSONIC, внешний вид и назначение выводов которого показаны на рис. 21.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

В герметичном корпусе размерами 20,8x13,2x5,8 мм, кроме кварцевого резонатора, находятся бескорпусные и пленочные резисторы, конденсаторы и транзисторы, образующие генератор. Напряжение питания этого узла - 5 В, ток потребления - не более 25 мА. Сигнал на выходе OUT (соединен с цепью FCLK приставки) имеет уровни ТТЛ, его номинальная частота - 53,203424 МГц. Неисправный узел можно заменить кварцевым генератором на обычных элементах, собрав его, например, по одной из схем, приведенных в [4]. Отличие его частоты на несколько сотен килогерц от указанной не повлияет на устойчивость работы приставки и качество формируемого изображения.

МИКРОПРОЦЕССОР MC68000

Еще в начале 80-х годов американская фирма Motorola Semiconductor Iпc. разработала семейство 16-разрядных микропроцессоров [5], базовая модель которого MC68000 нашла применение в компьютерах Apple MACINTOSH, Commodore AMIGA-500, Commodore AMIGA-600. Он по сей день фигурирует в каталогах электронных приборов. Использовав его, авторы приставки "Sega" получили возможность применить испытанные схемные решения и большой набор средств разработки программного обеспечения.

При 16-разрядном арифметико-логическом устройстве внутренние регистры адреса и данных микропроцессора MC68000 имеют по 32 разряда, поэтому часто считают, что по своим возможностям он близок к 32-разрядным процессорам. Подробно о его архитектуре, системе команд и режимах работы можно прочитать в [5 - 7].

Схема включения микропроцессора в приставке "Sega" показана на рис. 22. Обычно применяется микросхема МС68000Р10 (в скобках указаны номера выводов устанавливаемой в некоторых моделях MC68000FN8). Последние цифры наименования означают максимальную тактовую частоту процессора в мегагерцах, буквы перед ними говорят о типе корпуса: Р - 64-выводный DIP, FN - 68-выводный QFP (для поверхностного монтажа). Приводимые ниже сведения о назначении выводов микропроцессора будут полезны при анализе осциллограмм сигналов во время ремонта видеоприставки.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

А1 - А23 (выходы) - 23 - разрядная шина адреса. Внутренний программный счетчик имеет 24 разряда, но АО внеш-него вывода не имеет.

AS (выход) - строб адреса. Низкий уровень означает, что выведенный на А1 - А23 адрес можно декодировать.

BERR (вход) - ошибка магистрали. Периферийное устройство сообщает, что обнаружило ошибку на шинах процессора.

ВG (выход) - шины предоставлены. Процессор сообщает, что освободил шины для периферийного устройства.

BGACK (вход) - подтверждение предоставления шин. Периферийное устройство сообщает, что захватило шины процессора.

BR (вход) - запрос шин. Периферийное устройство просит процессор предоставить шины.

CLK (вход) - тактовые импульсы. В зависимости от модификации процессора их максимальная частота повторения может быть равна 8, 10, 12,5 или 16 МГц.

DO - D15 (входы-выходы) - 16-раз-рядная шина данных.

DTACK (вход) - подтверждение передачи данных. Адресуемое устройство сообщает, что готово к обмену данными с процессором.

Е (выход) - импульсы с периодом, равным 10 периодам сигнала CLK.

FCO - FC2 (выходы) - функциональный код. Позволяет использовать четыре сегмента памяти по 16 Мбайт каждый.

GND - общий провод.

HALT (вход - выход) - остановка. При низком уровне сигнала на этом входе процессор приостанавливается до тех пор, пока вновь не будет подан высокий уровень. Большинство его выходов на время остановки переходит в высокоимпеданс-ное состояние. В случае обнаружения двойной системной ошибки процессор сам прекращает работу, сигнализируя об этом низким уровнем на выводе HALT.

IPL0 - IPL2 (входы) - запрос прерывания. Числовое значение кода на этих выводах соответствует приоритету прерывания.

LDS (выход) - строб младшего байта данных.

RES (вход - выход) - начальная установка процессора. Инициализируется перепадом с высокого на низкий уровень. Когда в исполняемой программе встречается инструкция RESET, процессор сам устанавливает и поддерживает низкий уровень на этом выводе в течение 24 периодов сигнала CLK.

R/W (выход) - направление передачи данных. Высокий уровень - чтение, низкий - запись.

UDS (выход) - строб старшего байта данных.

VCC - напряжение питания (+ 5 В).

VMA (выход), VPA (вход) - сигналы для совместной работы с микросхемами серии МС68хх.

Неисправный микропроцессор можно заменить практически любой его модификацией, например, МС68000Р8, МС68НС000Р10 (с уменьшенным энергопотреблением), SCN68000 и т. п. Тактовые импульсы CLK частотой 7,6 МГц и сигнал сброса RES длительностью примерно 10 мкс поступают от КСБ. Резисторы R2 - R11, R28 и конденсаторы С25 - C3О в некоторых вариантах процессорных плат не устанавливаются.

МИКРОПРОЦЕССОР Z80A

"Преклонный возраст" (разработан американской фирмой Zilog во второй половине 70-х годов) не мешает ему занимать ведущее место в классе восьмиразрядных процессоров. Он приобрел широкую популярность благодаря применению в первых массовых домашних и конторских компьютерах "ZX-SPECTRUM", "YAMAHA-MSX", "SHARP MZ80B".

Архитектура, назначение выводов, временные диаграммы сигналов Z80A подробно рассмотрены, например, в [8]. Схема включения этого микропроцессора в приставке "Sega" приведена на рис. 23. Сигналы синхронизации MCLK частотой 3,547 МГц и сброса MRES длительностью около 100 мс поступают от КСБ. Все цепи шины данных, младшего разряда шины адреса и некоторых сигналов управления соединены с источником питания + 5 В (VC2) через резисторы R29 - R42.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Во многих моделях приставок на процессорной плате предусмотрено место для установки подборных элементов. Например, при замене микросхемы Z80A ее аналогами Z8400A (фирма Gold Star), Z80B, КР1858ВМ1 может потребоваться подобрать емкость конденсатора C31.

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Общий объем оперативной памяти "Sega" - 136 Кбайт. Сюда входят: статическое ОЗУ центрального процессора с организацией 32КХ16 на микросхемах DD3, DD4 (рис. 24), дополнительное статическое ОЗУ с организацией 8Кх8 на микросхеме DD5 (рис. 25), динамическое видео-ОЗУ с организацией 64Кх8 на микросхемах DD6 и DD7 (рис. 26). Сигналы управления дополнительным ОЗУ поступают от микропроцессора Z80A и КСБ, остальной памятью - только от КСБ.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Особенности схемотехники 16-битных приставок

В качестве DD3 и DD4 обычно устанавливают микросхемы МВ84256 - 12LL (Япония), Н61256 - 70, D43256A - 15, HM62256LFP - 12T (Малайзия), KM62256BLG - 10L (Корея).

DD5 может быть типов ТММ2064АР - 70, UM6264M - 12, MCM6264CJ - 15 (Япония). Время доступа у них - 70...150 нс, что позволяет при необходимости применять в качестве замены микросхемы КР537РУ17, КР537РУ17Е, КР537РУ17Ж. Иногда здесь устанавливают SRM20256 - LM12, емкость которой в четыре раза больше необходимых 8 Кбайт. Конструкция печатной платы позволяет это сделать без каких-либо доработок. Более того, контактная площадка обычно не используемого вывода 1 соединена с КСБ, что теоретически позволяет разрабатывать игровые программы, требующие до 16 Кбайт дополнительной памяти.

Микросхемы DD6, DD7 могут быть типов HM53461ZP - 12, D41264V - 15, МВ81461 - 12, M5M4C264L - 12 (Малайзия, Япония). Расположение выводов HM53461ZP - 12 показано на рис. 27. Ее справочные данные можно найти в [9]. Все перечисленные микросхемы представляют собой двухпортовые видео-ОЗУ. Каждая имеет динамический RAM - порт с организацией 64КХ4 и последовательный SAM - порт, содержащий четыре регистра по 256 бит. Двухпортовая архитектура сводит к минимуму конфликты между процессором и устройством формирования видеосигналов, ускоряя тем самым обработку графической информации.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

RAM - порт видео - ОЗУ подобен обычному динамическому с произвольной выборкой и управляется сигналами RAS, CAS, WE. Данные записываются и счи-тываются по шине 1/01 - 1/04. Время выборки - 100...150 не, цикл регенерации - не более 4 мс. В приставках "Sega" (схема на рис. 26) шина данных RAM-портов объединена с шиной адреса АО - А7. Это сделано для уменьшения общего числа соединительных линий.

SAM - порт управляется сигналами DT/OE, SOE, SC. Его шина данных - SI/01 - SI/04. Это порт "быстрого" доступа с временем выборки 40...60 нс. Между RAM - и SAM - портами имеется 256 - разрядный тракт обмена данными. Операции обмена производятся в цикле RAS - CAS при определенных значениях управляющих сигналов. Обращения к портам могут быть асинхронными. Процессор имеет право изменять через RAM - порт информацию в любой ячейке видео - ОЗУ даже во время формирования видеосигналов из выводимых в SAM - порт данных. Предусмотрен специальный режим маскированной записи, позволяющий изменить состояние нескольких разрядов ячейки памяти, не затрагивая остальных (например, быстро нарисовать линию на фоне имеющегося изображения).

При подборе замены микросхем памяти следует учитывать не только их информационную емкость, но и конструктивное исполнение. Например, на многих процессорных платах установлены микросхемы в корпусах SOP для поверхностного монтажа. Их можно без особого труда заменить аналогами в корпусах DIP, если на печатной плате предусмотрены контактные площадки под оба типа корпусов. В противном случае потребуется изготовить переходную плату.

КСБ. Это важнейший узел процессорной платы. Все входящие в него микросхемы многофункциональны. К ним подводятся практически все сигналы от микропроцессоров MC68000 и Z80A, ОЗУ и разъемов. В качестве примера приведем состав КСБ серии ТА:

  • ТА-04 - БИС управления и обработки (100 выводов);
  • ТА-05 - БИС сопряжения и обслуживания периферии (80 выводов);
  • ТА-06 - БИС видеопроцессора (128 выводов);
  • ТА-07 - БИС стереофонического синтезатора звуков (28 выводов).

Часто применяется и серия SE, состоящая из трех микросхем (SE - 93, SE - 94 и SE - 95), выполняющих подобные функции. Наиболее удачным следует признать использование в последних моделях приставок "Sega - 2" микросхемы MD270, заменяющей весь КСБ. За малые габариты и повышенную надежность пришлось заплатить корпусом, имеющим 208 выводов с шагом 0,5 мм.

ВИЛКИ ХР1 ("CONTROL 1") И ХР2 ("CONTROL 2"). На рис. 28 и 29 приведены схемы их соединения с КСБ соответственно в "Sega - 1" и "Sega - 2". Внешний вид вилок и назначение их выводов показаны на рис. 30. Названия цепей в скобках относятся к "Sega - 2". Цепь питания (VC2) защищена от коротких замыканий в джойстиках резистором R43, общим для ХР1 и ХР2. Иногда он заменен перемычкой. Резисторы R44 - R47 показаны для примера. В различных моделях приставок они могут быть включены в разные цепи, их число может быть больше или меньше.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Особенности схемотехники 16-битных приставок

РОЗЕТКИ XS2 ("SYSTEM") и XS3 ("CARTRIDGE"). Их контакты (назначение указано соответственно в табл. 1 и 2) могут иметь буквенно - цифровую или цифровую нумерацию. Многие сигналы выведены параллельно на обе розетки, и этим можно воспользоваться в диагностических целях. Например, при вставленном в XS3 картридже проверить наличие сигналов адреса и данных на контактах XS2. Неисправности контактов В1 - ВЗ, В10 - В15, В18 - В21, В26, В28 - В31 розетки "CARTRIDGE" обычно не сказываются на работоспособности приставки, так как в картриджах большинства игр они не задействованы.

При необходимости приставку можно питать от любого источника постоянного напряжения 9...10 В, рассчитанного на ток не менее 0,8 А, подключив его к цепи VCC-IN розетки "SYSTEM".

ВНЕШНИЕ СИГНАЛЫ КСБ

Цепи, названия которых в табл. 1 и 2 начинаются с букв X или Y соединены с КСБ (за исключением ХВ2 и ХВ15). По-видимому, они предназначены для управления расширителем "Sega-32X", превращающего 16-разрядную приставку в 32-разрядную. С расширителем работают специальные картриджи, несовместимые с обычными. Функциональное назначение некоторых из сигналов:

ХВ2 (вход) - сигнал от электрического или механического замыкателя;

ХВ13 (выход) - отрицательные импульсы синхронизации строчной развертки (Н) длительностью 4 и периодом повторения 64 мкс;

ХВ14 (выход) - аналогичные импульсы кадровой развертки (V) длительностью 0,2 и периодом повторения 20 мс;

ХВЗО, ХВ31 (входы) - сигналы выбора внешних устройств, например, FLASH-памяти в картридже.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Схемы узлов, передающих в КСБ внешние сигналы, показаны на рис. 31. При нажатии кнопки SB1 "RESET" низкий логический уровень на соответствующем входе КСБ сменяется высоким. В некоторых моделях процессорных плат для начальной установки требуется сигнал противоположного (низкого) уровня и кнопка (она обозначена SB1') подключается, как показано штриховой линией, а элементы R51, R56, C3З отсутствуют. В отличие от приставки "Dendy", работа которой при длительном удержании кнопки "RESET" приостанавливается, "Sega" переходит в исходное состояние в момент ее нажатия, так как КСБ из перепада сигнала формирует короткие одиночные импульсы сброса RES и MRES соответственно для процессоров MC68000 и Z80A.

Триггер Шмитта на операционном усилителе (ОУ) DA4.1 предназначен для приема от картриджа или расширителя "Sega-32X" упомянутого выше сигнала ХВ2. В цепи ХВ15 вместо конденсатора C36 иногда установлена перемычка. Движковый переключатель SA2 находится рядом с розеткой XS2. Им можно управлять, не разбирая приставки. Он используется при работе с приводом компакт-дисков "Sega-CD". В зависимости от положения SA2 в КСБ поступает сигнал высокого или низкого уровня.

Показанный штриховой линией транзистор VT1 устанавливается только в тех приставках, к которым постоянно подключен привод "Sega-CD". Он суммирует сигналы контроля стыковки с си-стемной платой картриджа (CHECK) и привода (CTRL). Приоритет имеет сигнал CHECK - процессор в первую очередь обслуживает картридж. Транзистор VT2 в момент включения питающего напряжения формирует импульс высокого уровня длительностью 1,5...2 с.

Работа большинства игровых программ не зависит от рассмотренных сигналов (за исключением RESET). Каскады на транзисторах VT1, VT2 (их аналоги - КТ3102А), а также переключатель SA2 могут отсутствовать.

УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

На рис. 32 изображена схема той части процессорной платы, где происходит суммирование и усиление сигналов звуковой частоты, поступающих из музыкального процессора (SOUND1 - SOUND3), картриджа (SOUND4, SOUND5) и системного разъема (SOUND6, SOUND7). Сигналы последних двух источников в игровых программах используются очень редко. Но, например, подключив звуковой генератор к контактам В1 (SOUND4) и ВЗ (SOUND5) розетки "CARTRIDGE", можно проверить работоспособность звукового тракта видеоприставки, не вскрывая ее.

Особенности схемотехники 16-битных приставок
(нажмите для увеличения)

Музыкальный процессор формирует высококачественный стереосигнал звукового сопровождения (SOUND1, SOUND2) и дополнительный монофонический SOUND3, по качеству звучания напоминающий музыкальное сопровождение в приставке "Dendy". Они суммируются поканально в цепях R60 - R73, C38 - С43. Сигнал SOUND3, пройдя через активный фильтр нижних частот на ОУ DA5.1, поступает через резисторы R79 и R80 в оба стереоканала. Аналогичные фильтры часто включают и в цепи SOUND1, SOUND2 для подавления "ступенек" в сигналах, формируемых цифровым способом.

Двухканальный предварительный УЗЧ собран на ОУ DA6.1 и DA6.2. Сигналы с их выходов через резисторы R88 и R89 поступают на усилитель мощности для стереотелефонов (ОУ DA6.3 и DA6.4). Сдвоенным переменным резистором R92, включенным в цепи обратной связи этих ОУ регулируют громкость. В при-ставках, не имеющих выхода на стереоте-лефоны и регулятора громкости, вместо R91 - R93 между выводами 8, 9 ОУ DA6.3 и 13,14 DA6.4 установлены резисторы номинальным сопротивлением 10 кОм.

Сигналы S - LEFT, S - RIGHT и MONO - выходные, причем последний из них (монофонический) получают суммированием стереофонических составляющих и после усиления каскадом на ОУ DA6.2 подают на формирователь полного цветового телевизионного сигнала (кодер PAL). Услышать объемное звуковое сопровождение игры можно, подключив к приставке головные телефоны или внешний стереоусилитель с громкоговорителями. В некоторых моделях стереофонические звуковые сигналы отсутствуют.

На неинвертирующие входы всех ОУ (кроме DA5.1) от делителя напряжения из резисторов R74, R75 с блокировочными конденсаторами С50, С52 подается постоянное смещение, равное половине напряжения питания. Иногда делитель отсутствует, а необходимое напряжение поступает в УЗЧ от микросхемы кодера PAL

В разных моделях видеоприставок номиналы пассивных элементов УЗЧ могут отличаться от указанных на схеме. Часто применяют и ОУ других типов. Иногда усилитель частично выполняют на транзисторах. Встречаются даже модели приставок, в которых УЗЧ однока-нальный (видимо, фирма сэкономила на радиоэлементах).

В качестве замены микросхем УЗЧ подойдут практически любые ОУ широкого применения, способные работать при напряжении питания 5 В, например К1423УД2, К1401УД2А, К1401УД2Б, зарубежные ОУ серии 324. При их установке в приставку следует учитывать возможные различия в типах корпусов и назначении выводов.

При полном выходе из строя весь узел можно заменить любым самодельным моно- или стереофоническим УЗЧ с номинальным входным напряжением около 20...50 мВ при амплитуде выходного напряжения 1,5...2 В. Его входы подключают к конденсаторам С46, С47 (до или после них), которые нетрудно найти на плате, ориентируясь на симметричные RC-цепи R60 - R73, C38 - С43.

КОДЕР PAL

Преобразование видеосигналов R, G и В в полный цветовой телевизионный сигнал стандарта PAL выполняет специализированная микросхема, чаще всего МС13077 фирмы Motorola (схема кодера - на рис. 33) или СХА1145 фирмы Sony (рис. 34). Обе они универсальны и могут работать в стандартах PAL и NTSC. Буквой в конце наименования микросхемы обозначают тип ее корпуса: Р - DIP, M - для поверхностного монтажа.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Особенности схемотехники 16-битных приставок
(нажмите для увеличения)

От КСБ поступают видеосигналы красного (R), зеленого (G) и синего (В) цветов, а также смесь импульсов строчной и кадровой синхронизации (SYNC). Резисторные делители напряжения уменьшают размах этих сигналов на входах микросхемы кодера с 4...5 до 1...1,5 В.

Тактовую частоту 17,73 МГц (учетверенная частота цветовой поднесущей в системе PAL) задает кварцевый резонатор. Иногда внутренний тактовый генератор микросхемы не используется, а сигнал необходимой частоты подается извне. В устройстве, собранном по схеме на рис. 34, для переключения с внешнего на внутренний генератор перемычку Х1 - Х2 переносят в положение ХЗ - Х4 (естественно, должны быть установлены и резонатор ZQ2 с конденсатором С80, если они отсутствовали).

Элементы, подключенные к выводам Y1 - Y7 микросхемы МС13077 и Y1 - Y6 СХА1145, формируют частотную характеристику яркости ого канала конвертера. При подозрениях на обрыв в катушках индуктивности можно проверить омметром их сопротивления постоянному току (L3, L4 - 1,6... 1,8; L5 - 0,6 Ом). Как и в УЗЧ, номиналы резисторов и конденсаторов могут отличаться от указанных на схемах.

Основной выходной сигнал конвертера VIDEO через розетку "A/V" (XS5 на рис. 33, XS6 на рис. 34) поступает на высокочастотный модулятор или непосредственно на видеовход телевизора. Внешний вид и назначение контактов этих розеток показаны на рис. 35 и 36.

Особенности схемотехники 16-битных приставок

Микросхема СХА1145 выполняет дополнительные функции: усиливает звуковой сигнал MONO, формирует на выходах RO, GO и ВО видеосигналы повышенной мощности, которые могут быть поданы на цветной монитор или телевизор с соответствующими входами. При этом качество изображения выше, так как отсутствует двойное преобразование RGB - PAL - RGB.

Напряжение 2,5 В с вывода 14 микросхемы СХА1145Р иногда подается в УЗЧ на неинвертирующие входы ОУ.

Микросхему MC13Q77 можно заменить МС1377 - В, включив ее по схеме, приведенной в [10]. Для ее питания потребуется напряжение +12 В.

Приставкой "Sega" с неисправным и не поддающимся ремонту кодером PAL все же можно пользоваться, если имеются сигналы R, G, В, SYNC на выходах КСБ. Их нужно подать на модуль сопряжения с телевизором домашнего компьютера (например, "Ориона - 128", "ZX - SPECTRUM"). Возможно, при этом понадобятся дополнительные эмиттер-ные повторители и подстроечные резисторы для регулировки баланса.

ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ВИДЕОПРИСТАВКАХ

Самые частые причины отказов любых игровых приставок - обрывы проводов в соединительных шнурах и кабелях, нарушения контакта в разъемах. Так что начинать поиск неисправностей всегда следует с проверки качества соединений.

Многие узлы приставки выполняют обычные для любой микропроцессорной системы функции и довольно легко поддаются диагностике и ремонту. Исключение - КСБ, микросхемы которого имеют сложную нестандартную структуру и многочисленные внутренние и внешние связи. Поиск и устранение неисправностей в них затруднены, к тому же микросхемы одной серии нельзя заменять аналогами из другой.

На практике часто применяют методику, позволяющую обойтись без полной электрической схемы конкретной приставки. Достаточно хорошо представлять устройство основных узлов и организацию связей между ними. Прежде всего, следует убедиться, что напряжения в цепях VC1 и VC2 находятся в пределах 4,85...5,15 В, а двойная амплитуда их пульсаций не превышает 80 мВ. Затем, проана-лизировав внешние проявления неис-правности и считая, что КСБ работоспособен, нужно определить узлы, подлежащие проверке. Необходимо тщательно осмотреть монтаж, снять осциллограммы сигналов в характерных точках и заменить детали, исправность которых вызывает сомнение.

Если проделанная работа не дала ре-зультатов, с большой степенью вероятности можно заключить, что неисправность - в КСБ. После этого остается решить, что проще: без гарантии результата и с риском повредить печатную плату заменять многовыводные микросхемы или купить новую видеоприставку.

Для облегчения поиска неисправностей в цифровых узлах можно воспользоваться так называемыми MFD-таб-лицами (Manual Fault Diagnostics - ручная диагностика отказов) [11]. Чтобы составить такую таблицу, необходим логический пробник [12, 13], позволяющий определить характер сигнала в проверяемой цепи:

Н - постоянный высокий уровень;

L - постоянный низкий уровень;

Z - высокоимпедансное состояние;

Р - импульсы без преобладания одного из уровней;

HP (LP) - импульсы с преобладанием высокого (низкого) уровня;

Р1 (НР1, LP1) - аналогичные однократные импульсы;

РТ (НТ, LT) - пачки импульсов, длящиеся непродолжительное время;

HLZ - импульсы сложной формы (с наличием более двух уровней).

В табл. 3 и 4 приведены MFD-таблицы для выводов двух имеющихся в приставке "Sega" микропроцессоров. Показания пробника снимались в следующих состояниях приставки:

1 - через несколько секунд после включения (без картриджа);

2 - после нажатия кнопки "RESET" (без картриджа);

3 - во время игры (картридж установлен).

Особенности схемотехники 16-битных приставок
(нажмите для увеличения)

Повторив измерения в устройстве, подлежащем ремонту, и сравнив результаты, можно довольно быстро отыскать неисправный узел.

Разумеется, MFD-таблицы, давая качественную оценку сигналов, служат лишь своеобразной подсказкой. К их составлению и использованию следует подходить творчески. В зависимости от модели приставки и применяемого пробника результаты могут несколько различаться. Важно заметить характерные особенности каждого сигнала, отразив их в условных обозначениях и примечаниях к таблицам. Например, буквами РТ в табл. 3 обозначены импульсы, близкие по форме к "меандру" и длящиеся примерно 2,5 с.

Для более детального исследования многопроцессорной системы, какой является приставка "Sega", необходимо применять сигнатурный анализ и другие сложные методы.

Литература

  1. Лучшие игры для "Sega" (сборник). - С.-П.: Пергамент, 1996.
  2. Нечаев И. Защита малогабаритных сетевых блоков питания от перегрузок. - Радио, 1996, №12, с. 46, 47.
  3. Осоцкий Ю. Модулятор "Денди" в "РАДИО-86РК". - Радио, 1997, № 3, с. 28.
  4. Белоусов О. Кварцевые генераторы. - Радиоаматор, 1997, № 1, с. 30; № 2, с 22, 23; № 3, с. 39.
  5. Холленд Р. Микропроцессоры и операционные системы: Краткое справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1991, с. 85 - 94.
  6. Хартман Б. 16-разрядный микропроцессор MC68000, приближающийся по своим возможностям к 32-разрядному. - Электроника, 1979, № 21, с. 31 - 42.
  7. Персональные ЭВМ и микро-ЭВМ. Основы организации: Справочник /Под ред. А. А. Мячева. - М.: Радио и связь, 1991, с. 94 - 100.
  8. Бун М. "Spectrum''-совместимый компьютер. Микропроцессор Z80. - Радио, 1995, №2, с. 15 - 19.
  9. Hitachi Electronic Components Databook. Memory. Version 1.1. Edition 4/96.
  10. Энциклопедия ремонта: Микросхемы для современных импортных телевизоров. Выпуск 1. - М.: ДОДЭКА, 1997.
  11. Кузнецов В. Ремонт PC своими руками? - Радио, 1991, № 10, с. 39 - 43.
  12. Логические пробники. - Радио, 1980, № 3, с. 30 - 32.
  13. Многофункциональный логический пробник. - Радио, 1985, № 11, с. 59, 60.

Автор: С.Рюмик, г.Чернигов, Украина

Смотрите другие статьи раздела Телевидение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Использование Apple Vision Pro во время операций 16.03.2024

Медицинская команда больницы Кромвеля в Лондоне впервые применила Apple Vision Pro в ходе двух операций на позвоночнике. Это событие подтверждает потенциал гарнитуры в качестве медицинского инструмента, изменяющего подход к хирургической практике. Хотя сами врачи не использовали Vision Pro, операционная медсестра работала с виртуальной реальностью, используя очки во время подготовки и выполнения процедур. Гарнитура позволила просматривать виртуальные экраны в операционной, выбирать инструменты и следить за ходом операции. Программное обеспечение, разработанное компанией eXeX, специализирующейся на создании приложений на основе искусственного интеллекта для хирургии, существенно улучшило процесс оказания медицинской помощи пациентам. Использование Apple Vision Pro открывает новые возможности для разработки приложений в сфере здравоохранения, таких как клиническое образование, планирование операций, обучение и медицинская визуализация. Внедрение Apple Vision Pro в медицинскую пр ...>>

Хранение углерода в Северное море 16.03.2024

Министр энергетики Норвегии Терье Осланд объявил о запуске проекта Longship, нацеленного на создание центрального хранилища углекислого газа в Северном море. Этот амбициозный проект оценивается в $2,6 млрд и направлен на применение технологии CCS (углеродного захвата и хранения) для смягчения воздействия климатических изменений. Норвегия уже имеет опыт в области CCS благодаря успешным проектам Sleipner и Snohvit, и сейчас стремится увеличить объем углерода, запечатываемого под морским дном. План Longship предусматривает создание мощности по захвату и хранению 1,5 млн. тонн углерода ежегодно в течение 25 лет. Несмотря на позитивные перспективы, существуют опасения по поводу долгосрочных последствий такого хранения. Однако сторонники проекта утверждают, что морское хранение углерода имеет ряд преимуществ, включая минимальное воздействие на окружающую среду. Проект Longship осуществляется при участии компаний Equinor, Shell и TotalEnergies через совместное предприятие Northern Li ...>>

Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека 15.03.2024

Международная команда ученых под руководством профессора Фань Сюлиня из Университета Чжэцзян разработала уникальный способ выращивания мини-органов из клеток, обнаруженных в амниотической жидкости человека. Этот значительный прорыв в медицине может привести к улучшению диагностики и лечения врожденных заболеваний. Органоиды, представляющие собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие органы в меньшем масштабе, были выращены из клеток легких, почек и тонкого кишечника, найденных в амниотической жидкости. Этот метод открывает новые возможности для изучения различных состояний плода и может стать ключом к ранней диагностике и лечению врожденных дефектов. Хотя пока не проводились попытки использования этого метода в лечении, ученые надеются, что их исследования в будущем помогут бороться с серьезными врожденными заболеваниями, которые затрагивают миллионы новорожденных ежегодно. Этот прорыв может изменить практику медицинских вмешательств, позволяя диагностировать и лечить врожд ...>>

Случайная новость из Архива

Укус акулы 06.01.2009

Международная группа ихтиологов, физиологов и физиков, изучив строение челюстей и челюстных мышц белой акулы, получила данные о силе, развиваемой ее челюстями при кусании.

Эта самая крупная и опасная из современных акул достигает длины 12 метров, а экземпляры длиной 6-8 метров довольно обычны. Сила укуса может превышать тонну. Для сравнения: челюсти льва развивают усилие 560 килограммов, а челюсти человека - 80 килограммов.

По окаменелостям далекого предка белой акулы - мегалодона, жившего 16 миллионов лет назад и достигавшего 20 метров в длину, ученые рассчитали, что мегалодон кусал с силой 11-18 тонн.

Другие интересные новости:

▪ Подводная аптека

▪ Гаджет Panasonic MS-DS100 избавит от неприятного запаха обуви

▪ Безопасные квантовые цифровые платежи

▪ Visa + iPhone

▪ Идентификация по электронной активности мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Орхан Памук. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему элемент прометий назван по имени титана Прометея? Подробный ответ

▪ статья Работа на заточных и обдирочных станках. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья MIDI-клавиатура. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Случайные статьи. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:




Комментарии к статье:

Олег
Моя сега выдаёт зелёное изображение. Игры запускаются всё работает, но всё как через зелёное стекло... Из вашей статьи понял проблема может быть в СХА микросхеме. Её замена поможет решить даную проблему?

RoboDron
Отличная, полезна статья! По полочкам, без воды и со схемами! Спасибо!!!


All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024