|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN SONY PLAYSTATION, hoặc các tính năng mạch hộp giải mã video 32-bit. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Truyền hình Đối với những người yêu thích trò chơi điện tử ngày nay, rất nhiều loại máy chơi game điện tử (VPS) được sản xuất: từ “Dendy” đến “Nintendo Ultra-64”. Tiếp nối loạt bài viết về mạch điện của những thiết bị như vậy, tác giả nói về "Sony PlayStation" - một chiếc IVP 32-bit của Nhật Bản đã chinh phục toàn bộ thế giới game. Thông tin được trình bày sẽ không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động thành thạo và sửa chữa độc lập mà còn mở rộng tầm nhìn kỹ thuật của độc giả. Mặc dù có lịch sử phát triển ngắn ngủi của IVP 32-bit nhưng nó đã bị đánh dấu bởi sự cạnh tranh của các tập đoàn xuyên quốc gia sản xuất thiết bị máy tính. Các đặc điểm so sánh của các bảng điều khiển nổi tiếng nhất thuộc loại này được đưa ra trong bảng. 1. Chúng có thể được chia theo điều kiện thành “kỳ lạ” và “tiêu chuẩn”. Trước đây bao gồm các IVP ít phổ biến hơn hoặc có cấu hình hẹp hơn: “Sega32X” - “hộp giải mã tín hiệu” ban đầu, mở rộng khả năng của “Sega 16-bit” Mega Drive-2”; "Philips CD-i" là hộp giải mã TV đa chức năng để tái tạo thông tin từ đĩa quang tương tác ở định dạng CD-i; "Commodore CD32" hay "CDTV" - một dự án đi trước thời đại, góp phần khởi đầu cho việc phân phối các chương trình trò chơi trên CD-ROM, nhưng công ty phát triển thiếu sự kiên trì và kinh phí để chinh phục thị trường.
IVP 32-bit “Tiêu chuẩn” có thể được coi là “3DO” [1], “Sega Saturn”, “Sony PlayStation” và vô số bản sao của chúng. Đặc điểm chung của các sản phẩm này: chương trình trò chơi được lưu trữ trên đĩa compact (CD), hình ảnh truyền hình được tạo ra theo tiêu chuẩn NTSC hoặc PAL với âm thanh nổi, nhiều thiết bị ngoại vi được cung cấp (từ súng lục “laser” đến vô lăng ô tô). với bàn đạp), có thể nghe CD nhạc thông thường, làm việc với các đĩa ở định dạng Photo-CD và Video-CD. Tiền tố "3DO", có các đặc tính kỹ thuật khá khiêm tốn, đã thành công vì nó xuất hiện trên thị trường sớm hơn một chút so với các đối thủ cạnh tranh. IVP "Sega Saturn" bị ngăn cản trở nên phổ biến do chính sách giá không thành công và hỗ trợ phần mềm không đầy đủ. Tuy nhiên, trong một thời gian, nó được coi là đối thủ cạnh tranh chính của “Sony PlayStation” (từ bây giờ chúng tôi sẽ gọi đơn giản là “PlayStation”), được nhiều người coi là IVP 32-bit tốt nhất. Điều này được xác nhận bởi một số lượng lớn (hơn 600 đã biết) các chương trình trò chơi dành cho nó, được tạo ra bởi các công ty nổi tiếng như Electronic Arts, Mindscape, Capcom, Konami, Lucas Arts, Disney Software. Các trò chơi ba chiều tốc độ cao với hình ảnh “sống động” và camera ảo ngang bằng với những trò chơi được triển khai trên máy tính có bộ xử lý Pentium của các mẫu máy thấp hơn. Các mẫu PlayStation đầu tiên, được thiết kế theo tiêu chuẩn truyền hình Nhật Bản, Mỹ hoặc Châu Âu, không hoàn toàn tương thích. Những cái sau này đã trở nên phổ biến và hoạt động với cả đĩa CD có thương hiệu và đĩa CD Nam Á. Thiết kế mạch cũng như thiết kế cấu trúc và công nghệ của "PlayStation" được tính toán rất cẩn thận. Giá tương đối cao sẽ mang lại chất lượng và độ tin cậy cao hơn. CÁCH THIẾT LẬP "PLAYSTATION" Tiếp theo chúng ta sẽ nói về một trong những mẫu PlayStation mới nhất - SCPH5502. Khi xem xét thiết kế của nó, nếu có thể, chúng tôi sẽ sử dụng ký hiệu vị trí của các phần tử được đánh dấu trên bảng mạch in, mặc dù chúng không phải lúc nào cũng tương ứng với các tiêu chuẩn được chấp nhận của chúng tôi (ví dụ: bóng bán dẫn được ký hiệu bằng chữ Q, không phải VT, vi mạch - IC, không phải DD hay DA, đầu nối là CN, không phải X). Việc đánh số độc quyền của các phần tử là ba chữ số, với số ở chữ số cao nhất cho biết rằng nó thuộc về một hệ thống con cụ thể của bảng điều khiển. Thật không may, nhiều mặt hàng không được dán nhãn. Nếu tên gọi của chúng vẫn có thể được thiết lập từ các nguồn khác thì chúng được đưa ra trong sơ đồ và trong văn bản với dấu nháy đơn (ví dụ: IC105'). Phần còn lại được ESKD chỉ định bằng cách đánh số sê-ri một hai chữ số trong mỗi mã đề án. Để thuận tiện, hầu hết các loại bóng bán dẫn và điốt đều được chỉ định theo danh mục của Siemens [2]. Trên thực tế, trong nhiều trường hợp, "PlayStation" có chứa các yếu tố do Châu Á sản xuất, không thể xác định được loại do thiếu dấu hiệu. Gói phân phối tiêu chuẩn dành cho "PlayStation" bao gồm bộ phận hệ thống (bàn điều khiển), cần điều khiển, dây nguồn, cáp để kết nối với TV và đĩa CD demo. Sơ đồ kết nối của đơn vị hệ thống được hiển thị trong Hình. 1. Trái tim của nó là bo mạch xử lý, trên đó có hầu hết tất cả các thành phần chính của hộp giải mã tín hiệu và bảy đầu nối:
Ổ đĩa được đề cập chứa các bộ phận cơ điện dành cho hệ thống quay đĩa CD và di chuyển đầu đọc bằng tia laser bán dẫn thuộc dải bước sóng hồng ngoại và ma trận quang thu. Khi bạn nhấn nút "MỞ", quyền truy cập vào vùng chứa đĩa sẽ mở ra để cài đặt hoặc gỡ bỏ. Bảng đột phá phân phối các mạch của đầu nối bảng xử lý CN102 thành bốn ổ cắm. Hai trong số chúng (chín chân) nhằm mục đích kết nối cần điều khiển chính (“1”) và bổ sung (“2”) với bảng điều khiển và phần còn lại (tám chân) dành cho các thiết bị ngoại vi khác. IVP được cấp nguồn từ mạng 220 V thông qua bộ chuyển đổi điện áp xung nằm trên bảng nguồn. Mục đích của các nút "POWER" và "RESET" là tiêu chuẩn: lần lượt bật nguồn và đặt hệ thống bộ xử lý về trạng thái ban đầu. Bộ chuyển đổi hoạt động miễn là phích cắm điện được cắm vào ổ cắm. Ở chế độ chờ, điện năng tiêu thụ không vượt quá 2,3 W. Sau khi bật hộp giải mã tín hiệu bằng nút "POWER", công suất sẽ tăng lên 6...11 W. Các kết nối bo mạch của mạch điện được thực hiện bằng dây thông thường và kết nối (thông tin) tần số cao được thực hiện bằng cáp ruy băng đàn hồi. Trong sản xuất hộp giải mã tín hiệu, công nghệ hiện đại để lắp đặt tự động các phần tử trên bề mặt bảng mạch in được sử dụng rộng rãi. Hầu như tất cả các thành phần được cài đặt trên bo mạch xử lý đều được gọi là SMD (Thiết bị gắn bề mặt). Ngày nay, không chỉ điện trở, tụ điện, bóng bán dẫn và vi mạch được sản xuất theo thiết kế này mà còn cả cuộn cảm, cầu chì, đầu nối và nhiều thứ khác. BẢNG ĐIỆN Không giống như IVP 8 và 16 bit có nguồn điện tuyến tính, “PlayStation” sử dụng nguồn xung. Ưu điểm của nó là hiệu quả, sinh nhiệt thấp, độ ổn định cao của điện áp đầu ra trong quá trình dao động của mạng và thay đổi dòng điện tải. Ở các chế độ hoạt động khác nhau, hộp giải mã tiêu thụ dòng điện từ nguồn 180...800 mA qua mạch +7,6 V và 360...500 mA qua mạch +3,3 V. Điện áp đầu ra gợn sóng khi tải tắt không vượt quá 100 mV. Hiệu suất nguồn - 53...75%. Các thông số tốt đã đạt được nhờ tăng tần số chuyển đổi và sử dụng mạch bán cộng hưởng [3, 4]. Sơ đồ của bảng điện được thể hiện trong hình. 2. Thông qua bộ lọc khử nhiễu C001L001C002, điện áp nguồn được cấp đến bộ chỉnh lưu - cầu diode D001 - D004 rồi đến bộ chuyển đổi điện áp. Tụ điện C003 làm phẳng các gợn sóng. Các tụ điện C010, C011 mắc nối tiếp để tăng độ tin cậy, nối bộ chỉnh lưu vào dây chung (mạch GND) của set-top box, giúp làm suy yếu ảnh hưởng của nhiễu xuyên mạng. Theo các quy tắc an toàn điện, tổng điện dung của các tụ điện này không được vượt quá 6600 pF [5].
Bộ chuyển đổi điện áp một đầu được lắp ráp theo mạch máy phát chặn có nối diode ngược. Hoạt động của nó dựa trên sự tích tụ năng lượng trong từ trường của máy biến áp T001 ở trạng thái mở chìa khóa và sau đó truyền năng lượng sang tải. Công tắc "tự bảo vệ" trên các bóng bán dẫn Q001 và Q002 được thiết kế sao cho trong quá trình quá tải và quá trình nhất thời, dòng điện chạy qua nó bị hạn chế mà không đạt đến giá trị nguy hiểm. Cảm biến hiện tại bao gồm điện trở R009 và diode D008. Điện áp từ nó được cung cấp cho đế của bóng bán dẫn Q002, mở nó ra khi dòng phát của bóng bán dẫn Q001 tăng mạnh. Kết quả là mạch cơ sở sau này bị tắt, dẫn đến hạn chế dòng điện. Trong quá trình khởi động ban đầu, chìa khóa được mở bằng dòng điện chạy qua điện trở R003. Điện áp phản hồi cần thiết cho hoạt động của máy phát được cung cấp cho đế của bóng bán dẫn Q001 từ cuộn dây II của máy biến áp T001. Tụ điện C004, cùng với điện dung tiếp giáp cực thu của bóng bán dẫn Q001 và điện cảm rò của máy biến áp T001, tạo thành một mạch dao động nối tiếp được điều chỉnh đến tần số gần với tần số chuyển đổi. Kết quả là điện áp trên bộ thu Q001 có dạng gần như hình sin [3, 4]. Mạch giảm chấn C005R002D005 bảo vệ bóng bán dẫn Q001 khỏi sự cố. Điện áp của cuộn dây thứ cấp III và IV của máy biến áp T001 được chỉnh lưu bằng điốt chắn Schottky D101, D102, đặc trưng bởi độ sụt điện áp thuận thấp, giúp cải thiện đặc tính năng lượng của nguồn. Điện trở R101, R102 là điện trở dằn. Chúng tạo ra tải cần thiết để bộ chuyển đổi hoạt động ổn định khi không hoạt động. Diode Zener D103 với điện áp ổn định 10 V hạn chế sự tăng điện áp có thể xảy ra trong quá trình nhất thời. Sau khi vượt qua các bộ lọc làm mịn C101L101C103 và C102L102C104, điện áp chỉnh lưu được cung cấp cho bo mạch xử lý thông qua công tắc SW101 và đầu nối CN101. Sau khi đóng các tiếp điểm của công tắc SW101 khi có cả hai điện áp nguồn, đèn LED PD101 màu xanh lá cây, được kết nối với mạch thu của bóng bán dẫn “kỹ thuật số” Q101, sẽ sáng lên. Thiết bị điện tử tương đối mới này về mặt logic KHÔNG phải là một phần tử thu thập mở. Nó bao gồm một bóng bán dẫn thông thường và một bộ chia điện trở trong mạch cơ sở. Đầu vào của cái sau có thể được kết nối trực tiếp với đầu ra của chip TTL hoặc CMOS kỹ thuật số. Các bóng bán dẫn “kỹ thuật số” khác nhau về cấu trúc (npn hoặc pnp) và giá trị điện trở (1...47 kOhm). Điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi được ổn định. Một điện áp tỷ lệ với đầu ra trong mạch +3,3 V được cung cấp cho đầu vào của bộ khuếch đại lỗi IC101 thông qua bộ chia các điện trở R106, R107. Đầu ra bộ khuếch đại thông qua các điện trở R103, R104 và bộ ghép quang LED PC001 được kết nối với mạch +7,6 V. Khi bất kỳ điện áp đầu ra nào tăng, dòng điện qua đèn LED sẽ tăng và ngược lại. Kết quả là, điện trở của phần cực thu-phát của bóng bán dẫn quang của bộ ghép quang, được kết nối với mạch phản hồi của bộ tạo chặn, sẽ thay đổi. Quá trình này gây ra sự thay đổi về tần số và thời lượng của các xung được tạo ra khiến điện áp đầu ra trở về giá trị danh nghĩa. Ví dụ: khi công suất tải tăng 1,5 lần, tần số chuyển đổi giảm từ 160 xuống 120 kHz đồng thời tăng thời lượng tương đối ở trạng thái mở của bóng bán dẫn Q001 (tức là thời gian tích lũy năng lượng). Mạch R010C008 và R105C105 mang lại sự ổn định động cho hệ thống điều khiển điện áp tự động. Hệ số ổn định khá cao: điện áp trong mạch +3,3 V chỉ thay đổi 0,5% khi dòng tải tăng từ 0,035 lên 1 A. Đối với điện áp +7,6 V, con số này tệ hơn - 11% khi dòng tải thay đổi từ 0,075 thành 1 A XNUMX A. Nếu bất kỳ đầu ra nào bị đoản mạch, bộ chuyển đổi sẽ chuyển sang chế độ ổn định dòng điện. Sau khi loại bỏ ngắn mạch, hoạt động bình thường sẽ tự động được khôi phục. Như đã đề cập, bộ chuyển đổi hoạt động liên tục miễn là phích cắm điện được cắm vào ổ cắm, ngay cả khi các tiếp điểm của công tắc "POWER" SW101 mở. Vì vậy, bạn không nên để IVP ở trạng thái này lâu - bảng điện bị trục trặc có thể dẫn đến hỏa hoạn. Đừng quên điện áp cao trên bo mạch này khi mở IVP để sửa chữa. Trên bo mạch nguồn có IC102 hẹn giờ, tạo ra tín hiệu reset cung cấp cho bo mạch xử lý. Khi bật hộp giải mã tín hiệu bằng nút SW101, cũng như khi nhấn và nhả nút SW102, một xung mức logic thấp có thời lượng 500 ms sẽ xuất hiện ở đầu ra của nó. Phần tử định thời là tụ điện C106. Mạch D105, R111, R112, D106 đảm bảo tạo ra tín hiệu đặt lại khi điện áp trong mạch +7,6 V giảm trong thời gian ngắn. Kết quả là, sau cái gọi là "sụt" điện áp nguồn, bộ xử lý IVP tự động khởi động lại. Điện áp ổn định D105 - 5,1 V. Khi chọn thay thế các phần tử hoạt động của bảng nguồn, bạn nên tính đến các thông số trong bảng của chúng. 2.
Nếu cần, bóng bán dẫn “kỹ thuật số” Q101 có thể được thay thế bằng bất kỳ cấu trúc n-pn công suất thấp thông thường nào bằng cách kết nối một điện trở có điện trở khoảng 10 kOhm nối tiếp trong mạch cơ sở của nó. TLP101CLP, TL431 (Texas Instruments), HA1431 (Hitachi), KR174EN142 có thể được sử dụng làm IC19. Trong trường hợp sau, bạn cần lưu ý rằng có những lô thiết bị có cách sắp xếp chân cắm không chuẩn. Bộ ghép quang TLP621 (PC001) có thể được thay thế bằng TLP521 hoặc NEC256. Để tăng độ tin cậy của bảng nguồn và giảm nhiễu cho các thiết bị điện tử khác do nó tạo ra khi kết nối với mạng, nên trang bị một điện trở có điện trở 001...10 Ohms với công suất định mức ít nhất là 100 W. BAN KẾT NỐI Sơ đồ bảng mạch được thể hiện trong hình. 3, vị trí các tiếp điểm của đầu nối bên ngoài của nó như trong Hình. 4.
Xin lưu ý rằng các mạch có tên OUT với các chỉ số kỹ thuật số khác nhau là đầu vào cho IVP, còn SYN và PE là đầu ra. Bảng được che chắn. Một cáp linh hoạt dài 80 mm kết nối nó với ổ cắm CN102 của bo mạch xử lý. Xin lưu ý rằng thứ tự chân cắm của ổ cắm XS3 bị đảo ngược so với CN102. Cần điều khiển, súng lục, vô lăng, vô lăng và các “công cụ” khác của trò chơi được kết nối với ổ cắm XS1 và XS4. XS2 và XS5 được thiết kế cho "Thẻ nhớ" SCPH-1020, thiết bị có kích thước bằng danh thiếp chứa bộ nhớ FLASH cố định để lưu trữ trạng thái hiện tại của các trò chơi bị gián đoạn. Điều này giúp phân biệt “PlayStation” với các IVP khác, vì bằng cách chuyển thẻ sang bất kỳ bảng điều khiển cùng loại nào, bạn có thể tiếp tục trò chơi. Dung lượng của "Thẻ nhớ" là 1 Mbit (15 khối bộ nhớ, mỗi khối 64 Kbit, khối thứ mười sáu được sử dụng cho mục đích chính thức). "Thẻ nhớ +" có sẵn với dung lượng 8 Mbit (120 khối). JOYSTICK Cần điều khiển cho "PlayStation" rất tiện lợi và đáng tin cậy khi vận hành. Lưu ý rằng, ngoài các thiết bị tiêu chuẩn, còn có các thiết bị tiên tiến hơn có phản hồi lực, trong đó, chẳng hạn như sử dụng rung, phản ứng của đối tượng trò chơi (máy bay, ô tô) đối với hành động điều khiển được mô phỏng. Có những cần điều khiển có khả năng giao tiếp không dây (hồng ngoại) với bộ xử lý, cũng như các cần điều khiển kỹ thuật số tương tự chính xác, cho phép điều khiển với độ chính xác cao trong các trò chơi như trò chơi chiến đấu, ô tô và mô phỏng chuyến bay. Hãy cùng nhìn qua thiết kế của cần điều khiển SCPH-1080 được cung cấp kèm theo máy. Chúng thường được gọi là “gamepads” hoặc “joypads” vì trò chơi được điều khiển không phải bằng cách làm chệch hướng thanh mà bằng cách nhấn vào các “miếng đệm” đàn hồi. Dựa trên cấu trúc bên trong của chúng, các sản phẩm này có thể được chia thành thông thường và cải tiến. Những cái đầu tiên chứa một vi mạch chưa được đóng gói, chứa đầy một hợp chất, trong đó các điểm tiếp xúc của tất cả các nút được kết nối. Bộ tạo xung nhịp của vi mạch hoạt động ở tần số khoảng 200 kHz, giá trị điện trở cài đặt tần số bên ngoài của nó là 27...91 kOhm. Đôi khi một tụ điện có công suất từ 200 pF đến 0,01 μF được lắp trên bo mạch. Cần điều khiển cải tiến (sơ đồ của nó được hiển thị trong Hình 5) dựa trên vi mạch 23-0271A của công ty Mitsumi Nhật Bản.
Bộ xử lý IVP thăm dò trạng thái của các nút 50 lần mỗi giây trong quá trình quét khung hình ngược của TV. Để làm điều này, nó tạo ra các tín hiệu PE1, PE2, SYN1, SYN2, là các xung xung được lặp lại với khoảng thời gian 20 ms. Đáp lại, các xung đồng hồ xuất hiện ở đầu ra cần điều khiển OUT2 với cùng tần số, hình dạng của xung này không phụ thuộc vào trạng thái của các nút và ở OUT1, tín hiệu tương tự như tín hiệu được hiển thị trong Hình 6. XNUMX.
Các nút được nhấn tương ứng với các xung có cực âm tại các vị trí thời gian nhất định. Bằng cách quan sát tín hiệu này trên chân 9 của ổ cắm X4 của bảng chuyển mạch bằng máy hiện sóng (xem Hình 3), bạn có thể đánh giá khả năng sử dụng của cần điều khiển được kết nối với ổ cắm X1. Hoạt động của vi mạch DD1 được điều khiển bởi bộ tạo dao động bên trong, tần số (4 MHz) được ổn định bằng bộ cộng hưởng áp điện BQ1 (PCR) được làm từ dung dịch rắn chì titanate-zirconate. Các thông số điển hình của RCC của công ty Herbert C. Jauch [6] của Đức như sau: độ lệch tần số so với giá trị danh định ở 25°C không quá +0,5%, độ lệch tần số trong khoảng nhiệt độ -20...+ 80°C không quá +0,5%, điện trở ở tần số cộng hưởng - không quá 30 Ohms, hệ số lão hóa - không quá +0,3% trong 10 năm. RCC rẻ hơn 1,5...5 lần so với thạch anh ở cùng tần số và có đặc điểm là độ bền cơ học cao. Điều thứ hai đặc biệt quan trọng đối với cần điều khiển và các thiết bị khác được trẻ em sử dụng. Nhược điểm bao gồm giảm độ ổn định tần số và yếu tố chất lượng. Nếu cần, HCJ-4.0 PKR được lắp trong cần điều khiển có thể được thay thế bằng bộ cộng hưởng thạch anh RK169 ở tần số 4 MHz và hai tụ điện có công suất mỗi tụ là 33 pF. Ổ cắm của đầu nối X1 được kết nối bằng cáp bảy dây dài 2 m với phích cắm X2, chân 2 và 7 không được sử dụng. Ở khoảng cách 10...30 mm tính từ phích cắm có một phụ kiện bằng nhựa có thể thu gọn. Bên trong nó có một ống ferrite có đường kính 16...20 và chiều dài 25...30 mm đặt trên cáp. Bằng cách tăng độ tự cảm của các dây đi qua nó và khớp nối từ giữa chúng, ống lót sẽ triệt tiêu thành phần chế độ chung của dòng điện chạy qua cáp, do đó làm giảm nhiễu bức xạ vô tuyến. Nếu ống lót bị lỏng bên trong vòi phun, nó có thể được cố định bằng keo hoặc miếng đệm cao su. Cần điều khiển được mô tả được sản xuất bằng công nghệ gắn trên bề mặt và được đặc trưng bởi độ ổn định tần số tốt của bộ tạo dao động chính, bảo vệ các mạch bên ngoài và khả năng bảo trì. Nhờ đầu nối X1, cáp kết nối có thể được ngắt kết nối khỏi bảng mạch in để sửa chữa hoặc thay thế . Các miếng tiếp xúc của nút SB1-SB14 có lớp phủ carbon đen không oxy hóa. BAN CHẾ BIẾN Sơ đồ khối của bo mạch xử lý được hiển thị trong Hình. 7. Tám khối được đánh dấu trên đó. Sự thuộc về của một phần tử đối với một trong số chúng được xác định bởi chữ số đầu tiên của số trong chỉ định vị trí của nó: hệ thống máy tính - 1, đồ họa video - 2, xử lý dữ liệu kỹ thuật số - 3, kênh âm thanh - 4, bộ mã hóa video - 5, nguồn cung cấp - 6, giao diện CD -ROM - 7, khối thích ứng - 8.
Hiệu suất cao của PlayStation được đảm bảo bởi bộ xử lý trung tâm có cấu trúc gọi là RISC (Máy tính tập lệnh giảm). Các tính năng của nó được mô tả chi tiết trong [7, 8]. Chúng ta hãy nhớ lại những cái chính: hệ thống chỉ huy chỉ cung cấp các thao tác cơ bản; tất cả các lệnh có cùng độ dài và cấu trúc; điều khiển vi chương trình đã được thay thế bằng phần cứng; số lượng truy cập bộ nhớ được giảm thiểu. Đầu những năm 90, hơn chục loại bộ xử lý RISC 32 bit đã được sản xuất, bao gồm Am29000 (AMD), 88000 (Motorola), Clipper (Fairchild). Đối với PlayStation, R3000A, do công ty MIPS Computer Systems của Mỹ phát triển, đã được chọn. Quyết định này không phải ngẫu nhiên. Trở lại tháng 1991 năm 86, Sony, Microsoft, NEC, DEC, Siemens, Compaq và một số công ty khác đã thành lập tập đoàn ACE, tập đoàn đã phát triển một cách tiếp cận thống nhất để phát triển các công cụ máy tính. Bộ xử lý MIPS RISC và dòng bộ xử lý Intel xXNUMX được khuyến nghị làm bộ xử lý cơ bản. Kiến trúc MIPS được phát triển tại Đại học Stanford (Mỹ) vào đầu những năm 80 làm cơ sở cho máy tính tích hợp của hệ thống phòng thủ tên lửa [8]. MIPS công bố bộ xử lý R3000 vào ngày 28 tháng 1988 năm 2000. Đây là thiết bị thế hệ thứ hai, kế thừa xứng đáng cho R3000 nổi tiếng - một trong những bộ xử lý RISC đầu tiên đạt đến giai đoạn thương mại hóa. R3010 ban đầu, kết hợp với bộ đồng xử lý R25, hoạt động ở tần số 20 MHz với tốc độ 1,25 triệu thao tác mỗi giây, tiêu thụ trung bình 3010 chu kỳ cho mỗi thao tác. R5 thường được gọi là máy đồng phiên dịch. Nó phân tích và thực thi các lệnh song song với bộ xử lý trung tâm, tăng tốc các thao tác cộng và nhân số dấu phẩy động lên 10...XNUMX lần. Sau này, nhờ cải tiến về công nghệ, bộ xử lý R3000A xuất hiện với tần số xung nhịp tăng lên 45 MHz. Tôi muốn lưu ý rằng theo tiêu chuẩn ngày nay thì ông ấy đã là một “ông già”. Đúng một năm sau khi PlayStation xuất hiện trên thị trường, MIPS đã phát triển bộ xử lý RISC 64-bit R10000 hoạt động ở tần số 275 MHz. R3000A có kiến trúc Harvard, tức là không gian bộ nhớ dữ liệu và hướng dẫn riêng biệt. Nó được trang bị một đường dẫn bên trong, nhờ đó nó có thể xử lý đồng thời tối đa năm lệnh. Nguyên lý hoạt động của băng tải R3000A được thể hiện trên hình 8. số XNUMX.
Mỗi lệnh được thực thi trong năm chu kỳ xung nhịp. Trong phần đầu tiên (VC), mã của thao tác cần thực hiện sẽ được lấy từ bộ nhớ. Trong thứ hai (CHT), bộ xử lý đọc từ các thanh ghi của nó dữ liệu cần thiết để thực thi lệnh. Trong phần thứ ba (OP), thiết bị logic số học thực hiện một thao tác nhất định. Tiếp theo, dữ liệu được trao đổi với bộ nhớ (PM) và ghi vào thanh ghi kết quả hoạt động (OR). Vì các lệnh được đặt trên các "luồng" của băng tải có sự thay đổi, nên trong mỗi chu kỳ xung nhịp, tất cả các nút bộ xử lý đều bận rộn với công việc của chúng và việc thực hiện một trong các lệnh nhất thiết phải được hoàn thành. Phần tiếp theo từ bộ nhớ chương trình sẽ ngay lập tức được đặt vào “luồng” được giải phóng. Thật không may, một bức tranh lý tưởng như vậy chỉ có thể thực hiện được nếu việc thực hiện lệnh không yêu cầu kết quả của những lệnh trước đó chưa hoàn thành và đang ở trên băng chuyền. Trong những trường hợp như vậy, bạn phải lãng phí thời gian chờ đợi dữ liệu cần thiết. Đối với R3000A, tổn thất trung bình là 25%. Thời gian ngừng hoạt động của đường ống cũng có thể liên quan đến quyền truy cập vào bộ nhớ ngoài. Để loại bỏ chúng, bộ nhớ đệm nhanh được sử dụng, đóng vai trò là bộ đệm giữa bộ xử lý và RAM chính tương đối chậm. LÕI XỬ LÝ TRUNG TÂM RISC Nghịch lý thay, MIPS chưa bao giờ có cơ sở sản xuất chất bán dẫn riêng. Giấy phép sản xuất bộ xử lý RISC đã được bán cho nhiều công ty. Như đã đề cập, các mẫu PlayStation đầu tiên sử dụng chip R3000A của công ty LSI Logic Inc. của Mỹ. Trong những phiên bản sau này, bao gồm cả phiên bản đang được xem xét, một VLSI CXD208AQ 8606 chân chuyên dụng của Sony Computer Entertainment Inc. đã được cài đặt. (SCEI), bao gồm chính bộ xử lý, tương tự như R3000A, bộ đồng xử lý R3010A, bộ đệm chương trình, bộ đệm dữ liệu, bộ phân xử bus và các nút giao diện (Hình 9). Hiệu suất của CXD8606AQ ở tần số xung nhịp 33,9 MHz là 30 triệu thao tác mỗi giây. Tần số của xung đồng hồ CLK đến từ bộ dao động tinh thể tích hợp X101' cao gấp đôi so với quy định. Tốc độ trao đổi dữ liệu trên bus hệ thống đạt 132 Mbit/s.
RAM dữ liệu động bên ngoài (IC106) có dung lượng 16 Mbit có thể bao gồm một chip A70 hoặc A65844 67871 chân (Toshiba) hoặc bốn chip KM28V48DJ-514 6 chân (Samsung). Hệ điều hành của hộp giải mã video được “cố định” trong ROM 32 chân của chương trình IC102 (M53403IE-04 hoặc 3030 từ SCEI) với dung lượng 4 Mbit. Nó bao gồm các chương trình tạo trình bảo vệ màn hình âm nhạc và đồ họa cũng như hai menu: đầu đĩa CD nhạc và dịch vụ “Thẻ nhớ”. Nhân tiện, thiết kế menu và trình bảo vệ màn hình trong phiên bản PlayStation của Mỹ và Châu Âu là khác nhau. KẾT NỐI HỆ THỐNG MÁY TÍNH Vị trí của các đầu nối ở mặt sau của PlayStation được hiển thị trong Hình. 10 (số chân được đánh dấu theo dấu trên bảng mạch in). Hệ thống máy tính bao gồm các phích cắm CN103 "I/O PARALLEL" và CN104 "I/O SERIAL". Ngoài ra, bo mạch xử lý còn có ổ cắm CN102 "JOYSTICK" được kết nối bằng cáp linh hoạt với bảng chuyển mạch bên trong hộp giải mã tín hiệu.
Trong bộ lễ phục. Hình 11 thể hiện sơ đồ các mạch liên kết với ổ cắm CN102. Tổng cộng có bảy trong số chúng: bốn đầu ra và ba đầu vào, và cái sau được kết nối thông qua điện trở R1-R3 với nguồn điện +3,3 V. Tất cả chúng đều được trang bị giống nhau, chỉ khác nhau ở xếp hạng điện trở, bộ phận bảo vệ, triệt tiêu nhiễu tần số cao và xung điện áp âm gây nguy hiểm cho cực của bộ xử lý. Ví dụ, đầu vào OUT3 (tên không nên gây nhầm lẫn, tín hiệu đầu ra cần điều khiển này là tín hiệu đầu vào cho bộ xử lý) được bảo vệ bởi bộ lọc ferrite FL1, diode VD1, điện trở R4 và tụ điện C1. Cuộn cảm L104-L106 triệt tiêu nhiễu xuyên qua các mạch điện, chúng thường hoạt động như các cầu chì, cháy hết khi xảy ra đoản mạch.
Các bộ lọc ferrite cỡ nhỏ tương tự như FL1 đã đề cập, được thiết kế dưới dạng các phần tử SMD, được sử dụng rộng rãi trong PlayStation. Đáp ứng tần số của chúng là đơn điệu lên tới tần số 100...300 MHz; không có dao động (“đổ chuông”) trong các quá trình nhất thời. Những sản phẩm này có thể được phân biệt với các sản phẩm tương tự khác bằng màu đen của thân, không có chữ khắc và dấu hiệu trên bảng mạch in bắt đầu bằng chữ F. Thông số điển hình của các bộ lọc dòng BLM11 của Murata Mfg. Co.: size 0603, dòng điện tối đa - 0,2...0,5 A, điện trở hoạt động - 0,1...0,7 Ohm, tổng điện trở ở tần số 100 MHz - 60...600 Ohm. Phích cắm cổng song song CN103 được thiết kế để kết nối các thiết bị ngoại vi tốc độ cao yêu cầu truy cập trực tiếp vào bus hệ thống bộ xử lý. Ví dụ: đây có thể là một mô-đun để xem video từ đĩa Video-CD. Hầu hết 68 chân của phích cắm được nối với nhiều chân khác nhau của IC102, IC103, IC305, IC308, IC402, IC602 thông qua các điện trở 150 ohm. Các chân 1, 5, 16, 19, 34, 35, 39, 50, 53 và 68 là chung (GND). Điện áp cung cấp qua cuộn cảm L110 và L111 được nối với các tiếp điểm 18, 52 (+7,6 V) và 17, 51 (+3,3 V). Danh bạ 31 và 65 là miễn phí. Sơ đồ mạch liên quan đến phích cắm cổng nối tiếp CN104 được hiển thị trong Hình. 12. Tất cả đầu vào và đầu ra được bảo vệ bằng điốt VD1-VD6 và bộ lọc FL101-FL106, đồng thời các mạch điện được bảo vệ bằng cuộn cảm L101 và L102. Tín hiệu đầu vào (trừ IN1) được cung cấp cho chip xử lý thông qua bộ biến tần trên các bóng bán dẫn Q102 và VT2. Tín hiệu đầu ra (trừ Q1) được tạo ra bởi bộ biến tần cực thu hở sử dụng bóng bán dẫn VT1 và Q103.
Cổng nối tiếp chủ yếu dùng để kết nối hai bảng điều khiển khi chơi ở chế độ “mạng”, được cung cấp trong nhiều chương trình ("Command & Conquer", "Duke Nukem"). Người chơi chiến đấu với nhau, mỗi người điều khiển bảng điều khiển của riêng mình. Chiều dài của cáp kết nối bảy dây (cáp liên kết) lên tới vài mét. Nếu không có độc quyền, nó có thể được thực hiện theo sơ đồ trong Hình. 13. Nếu không có ổ cắm cáp phù hợp, hãy sử dụng phích cắm “máy ghi băng” thông thường ONTs-VG-11-7/16 (SSh-7). Trong trường hợp này, bạn sẽ cần trang bị cho mỗi bảng điều khiển được kết nối một ổ cắm SG-7, ổ cắm này phải được kết nối song song với phích cắm CN104, chẳng hạn như trong Hình. 14 (nhìn từ tổ). Thật không may, rất khó tìm được chỗ trong bộ xử lý cho một ổ cắm bổ sung và rất có thể nó sẽ phải được treo trên bộ dây dẫn ra bên ngoài.
HỆ THỐNG VIDEO Tốc độ của hệ thống đồ họa video PlayStation là 66 triệu thao tác mỗi giây. Chip IC208 CXD203 8561 chân của SCEI chịu trách nhiệm vẽ đa giác, di chuyển các họa tiết pixel bằng cách xoay và chia tỷ lệ riêng lẻ cũng như vẽ các đường viền hình ảnh bằng một màu cụ thể. 1,5 triệu đa giác được tô bóng đồng đều (bóng mờ), 500 nghìn đa giác có kết cấu (được ánh xạ kết cấu) hoặc phát sáng (có nguồn sáng) được xử lý mỗi giây. Vi mạch mPD201GF-A481850 của NEC được sử dụng làm RAM video IC12 (Hình 15). RAM đồ họa đồng bộ động 8 Mbit (SGRAM) này bao gồm hai ngân hàng bộ nhớ, mỗi ngân hàng có 131072 từ 32 bit. Có hai thanh ghi màu và mặt nạ 32 bit. Quá trình tái tạo bộ nhớ diễn ra tự động theo 1024 chu kỳ trong vòng 16 mili giây. SGRAM cho phép bạn nhanh chóng thay đổi hình ảnh trên màn hình. Bằng cách ghi các lệnh cụ thể vào thanh ghi điều khiển, bạn có thể thực hiện ghi/đọc dữ liệu trang và âm tiết, xóa nhanh, xử lý dữ liệu ẩn và trao đổi nội dung giữa các ngân hàng bộ nhớ. Tất cả các hoạt động được thực hiện đồng bộ trên cạnh lên của tín hiệu CLK.
Thời lượng của chu kỳ ghi/đọc đối với mPD481850GF-A12 là 12 ns, tần số xung nhịp tối đa là 83 MHz (vận hành - 67,7376 MHz), điện áp nguồn - 3...3,6 V, mức tiêu thụ hiện tại - 6...310 mA V tùy thuộc vào chế độ hoạt động. Micro Circuits KM201G4132BQ-271 (Samsung), mPD10-A481850 (NEC) có thể được cài đặt làm IC10. Chip IC202 TDA8771A (Hình 16) là một DAC video ba kênh của Philips, được thiết kế để mã hóa màu 24 bit, được gọi là TrueColor trong đồ họa máy tính. Điện áp cung cấp của nó là 4,5...5,5 V, mức tiêu thụ hiện tại là 10...45 mA.
Các thành phần màu R, G, B được phân bổ tám chữ số của mã đầu vào, cho phép bạn tái tạo 16777216 sắc thái màu. Điện áp đầu ra của mỗi kênh trong số ba kênh khi tải có điện trở 1 kOhm thay đổi từ 0,26 (mã 0H) đến 3,2 V (mã 0FFH). Tần số xung nhịp ở đầu vào VCLK (chân 31) là 13,3 MHz - nhỏ hơn chính xác bốn lần so với tần số GCLK thu được từ bộ dao động tinh thể X201. Đối với một vi mạch đang hoạt động, điện áp ở chân 33 (VREF) nằm trong khoảng 1,2...1,3 V. Đôi khi vi mạch MC202FT (Motorola) được sử dụng làm IC141685. HỆ THỐNG XỬ LÝ DỮ LIỆU SỐ Dữ liệu đọc từ CD sẽ đi tới bộ giải mã IC305 (chip CXD100 1815 chân của Sony). Cùng với IC304' (SC430929PB của Sierra Semiconductor Corp., 52 chân), nó nhận luồng dữ liệu nối tiếp, trích xuất tín hiệu đồng bộ hóa khung và bit từ đó, kiểm tra tính chính xác của thông tin được giải mã và sửa lỗi. Người ta tin rằng phương pháp mã hóa được áp dụng cho phép, do dư thừa, tự động khôi phục dữ liệu bị mất do trầy xước trên bề mặt đĩa CD có chiều dài lên tới 2,4 mm. Để bảo trì bộ giải mã, người ta dự định sử dụng RAM đệm tĩnh IC303 có dung lượng 256 Kbit (32K(8). Chip RAM UM62256V-10 có thể được thay thế bằng 62W256LTM8, KM62V256CL-10L với thời gian truy cập không quá 100 ns. Không thể sử dụng KR537RU21 trong nước vì chúng không được thiết kế để cung cấp điện áp 3,6 V. Tốc độ xử lý tổng thể của hệ thống xử lý là 80 triệu thao tác mỗi giây, hỗ trợ các định dạng JPEG (truyền hình ảnh tĩnh), MPEG1 (truyền hình ảnh chuyển động), H.261 (video dành cho hội nghị). Bộ xử lý âm thanh là IC308 (chip CXD100Q 2925 chân của Sony), được kết nối RAM 4 Mbit (chip M40M5CJ 44260 chân của Mitsubishi hoặc MB814260-70 của Fujitsu). Tổ chức bộ nhớ - 256Kx16. Khả năng âm nhạc của "PlayStation" cho phép bạn sử dụng nó như một đầu đĩa CD gia đình, kết nối nó với UMZCH cố định hoặc nghe bản ghi âm qua tai nghe âm thanh nổi. Chất lượng âm thanh sẽ làm hài lòng tất cả mọi người, có lẽ ngoại trừ những người hâm mộ thiết bị cao cấp. Menu bảo trì CD âm thanh cung cấp các chế độ tua lại, tìm kiếm bản ghi và lập trình thứ tự phát lại chúng. Bạn thậm chí có thể nghe các đoạn âm thanh từ các chương trình trò chơi. KÊNH ÂM THANH Sơ đồ mạch của bộ chuyển đổi sang dạng dữ liệu số tương tự đến từ bộ xử lý âm thanh IC308 được hiển thị trong Hình 17. 402. Nó dựa trên chip IC4309 AK16AVM của công ty Nhật Bản Asahi Kasei Microsystems Co. Công ty TNHH - DAC delta-sigma XNUMX-bit hai kênh chuyên dụng. Cấu trúc của nó là tuần tự một bit. Về mặt lý thuyết, điều chế deltasigma có hiệu quả nhất khi xử lý các tín hiệu giống nhiễu với phổ đồng đều. Điều này giải thích tại sao những đầu CD tiêu dùng rẻ tiền có DAC tương tự không tái tạo tốt nhạc cổ điển nhưng lại cho kết quả tuyệt vời khi nghe nhạc rock biểu cảm.
Các thông số chính của AK4309AVM: tần số lấy mẫu - 44,1 kHz, độ không đồng đều đáp ứng tần số - %0,5 dB trong dải tần 0...20 kHz, dải động - 85...91 dB, độ suy giảm chuyển tiếp giữa các kênh - 80...90 dB, điện áp đầu ra tối đa - 3,2...3,6 V, mức tiêu thụ điện năng - 80...120 mW ở điện áp cung cấp 4,5...5,5 V. AK4309AVM có thể được thay thế bằng vi mạch AK4309VM hoặc AK4310 của cùng một hãng . Ba tín hiệu được nhận ở đầu vào DAC, sơ đồ định thời được hiển thị trong Hình 18. 4 (LRCK - chuyển đổi dữ liệu kênh trái và phải, SDATA - dữ liệu nối tiếp, BICK - đồng bộ hóa bit), cũng như MCLK - xung đồng hồ có tần số CLK/16,9344 (1,5 MHz). Tín hiệu đầu ra của kênh trái (L-AUDIO) và phải (RAUDIO) trong các chương trình trò chơi có biên độ trung bình là 2...XNUMX V.
Công tắc Transistor Q403, Q404 chặn âm thanh khi nhấn nút “RESET” (điện áp điều khiển được cung cấp qua điện trở R7, diode Q401 và bóng bán dẫn “kỹ thuật số” VT2). Đồng thời, tín hiệu reset được gửi tới chip IC9 thông qua mạch R1C402. Âm thanh cũng bị chặn bởi tín hiệu từ chân 37 của vi mạch IC308, đến qua các bóng bán dẫn VT1 và VT2. Bộ chia điện áp từ các điện trở R10, R11 đặt điện thế khoảng 3,8 V tại cực phát của bóng bán dẫn VT2. Tụ điện C407, C443, C2, C3, C5, C6 lọc nhiễu. BỘ MÃ HÓA VIDEO Trong bộ lễ phục. Hình 19 cho thấy một phần của mạch "PlayStation" chịu trách nhiệm tạo ra tín hiệu truyền hình. Bộ mã hóa RGB-PAL IC501▓ là chip CXA1645M, có chức năng tương tự như CXA1145M được sử dụng trong Sega Mega Drive-2. Đầu vào của nó, thông qua bộ theo dõi bộ phát trên bóng bán dẫn Q501-Q503, nhận tín hiệu màu R, G, B với biên độ 1 V, cũng như hỗn hợp các xung đồng bộ SYNC dọc và ngang với các mức TTL.
Đầu cắm "AV MULTI OUT" CN502 cung cấp sáu tín hiệu đầu ra. VIDEO là tín hiệu video đủ màu theo tiêu chuẩn PAL với biên độ 1,5 V. Y-OUT và C-OUT lần lượt là thành phần độ sáng và màu sắc của tín hiệu này. (Đôi khi chúng được gọi là S-video hoặc Y/C-video. TV có đầu vào đặc biệt cho chúng sẽ cung cấp chất lượng hình ảnh cao hơn bằng cách loại bỏ một số chuyển đổi trong đường dẫn truyền hình). R-OUT, G-OUT, B-OUT - tín hiệu video có màu cơ bản với biên độ 1...1,5V. Điện trở R11-R16 và điốt VD1-VD3, VD6 có tác dụng bảo vệ. Điốt Zener VD4, VD5, VD7-VD14 được kết nối theo cặp nối tiếp nhau (điện áp ổn định 4,7 V) đóng vai trò là bộ hạn chế nhất thời và bảo vệ thiết bị khỏi tác động của điện tích tĩnh điện. Tất cả các đầu ra được liệt kê có thể được kết nối trực tiếp với tải 75 ohm. Điều này cho phép bạn kết nối không chỉ TV mà còn cả màn hình video với hộp giải mã video. Bạn có thể gửi tín hiệu Y-OUT hoặc VIDEO tới TV (màn hình) đen trắng và VIDEO hoặc R-OUT, G-OUT, BOUT hoặc Y-OUT, C-OUT tới TV màu (tùy thuộc vào kiểu máy ). Cáp đi kèm với hộp giải mã tín hiệu để kết nối với ổ cắm CN502 có ba đầu cắm “hoa tulip” có màu vàng (VIDEO), đỏ (R-AUDIO) và trắng (L-AUDIO). Một số mẫu PlayStation được trang bị phích cắm đầu nối Euro-AV. Vị trí và mục đích của các chân của nó được hiển thị trong Hình. 20 (những cái không được sử dụng và thường bị thiếu được thể hiện bằng đường đứt nét).
Nếu TV có kênh âm thanh nổi thì phích cắm màu đỏ và trắng của cáp lần lượt được kết nối với đầu vào kênh âm thanh nổi bên phải và bên trái. Chất lượng âm thanh cao hơn sẽ được cung cấp bởi tai nghe âm thanh nổi được kết nối trực tiếp với đầu ra RAUDIO và L-AUDIO của bảng điều khiển trò chơi hoặc UMZCH âm thanh nổi với loa ngoài. Bộ khuếch đại phải được thiết kế cho tín hiệu đầu vào có biên độ lên tới 3,5 V. Để kết nối nó, bạn sẽ phải tạo một bộ chuyển đổi. Hầu hết TV không có âm thanh nổi. Menu chương trình trò chơi thường cho phép bạn chọn chế độ "MONO" - "STEREO" hoặc "MONO" - "D Nếu chế độ được đặt thành "STEREO" hoặc "DOLBY" (trong trường hợp sau, âm thanh được tái tạo trong hệ thống "Dolby Around"), âm thanh của TV mà chỉ một trong các kênh âm thanh nổi được kết nối sẽ không đầy đủ. Hướng dẫn sử dụng PlayStation khuyến nghị trong trường hợp này nên kết nối phích cắm màu trắng của kênh âm thanh nổi bên trái với đầu vào đơn âm. Trong ở chế độ "MONO", tổng tín hiệu giống nhau được tạo ra ở đầu ra của các kênh âm thanh nổi bên trái và bên phải và bất kể kênh nào được kết nối với TV. Điện áp đầu ra +6 V (dòng điện lên tới 502 mA) tới ổ cắm 4,9 của ổ cắm CN25 nhằm cấp nguồn cho bộ điều chế tần số vô tuyến bên ngoài SCPH-1122RFU, cho phép bạn cung cấp tín hiệu hộp giải mã video cho ổ cắm ăng-ten của tivi. Bộ điều biến thường không được bao gồm trong gói PlayStation... Thay vì bộ điều biến "bản địa", bạn có thể sử dụng các bộ phận tương tự từ bảng điều khiển Dendy, Sega Mega Drive-2 hoặc VCR gia đình. NGUỒN CẤP Một sơ đồ nguyên lý của nguồn điện bo mạch xử lý được hiển thị trong Hình. 21. Các mạch của đầu nối CN602 được bảo vệ bằng cầu chì PS601PS605. Trong một số kiểu máy, dòng điện hoạt động của chúng có thể lớn hơn hai đến ba lần so với dòng điện được chỉ ra trong sơ đồ. Vô số cuộn cảm và tụ điện ngăn chặn tiếng ồn xung xâm nhập vào mạch điện. Một số lượng lớn các tụ điện chặn gốm, không được hiển thị trong sơ đồ, được lắp đặt trên bo mạch xử lý ngay gần các chân nguồn của vi mạch.
Không giống như IVP 8 và 16 bit, PlayStation sử dụng một số mức điện áp nguồn: 7,6; 5; 4,9; 3,6; 3,3 V. Từ điện áp đầu vào 7,6 V, sử dụng vi mạch IC601, thu được 5 V, bộ ổn định trên các bóng bán dẫn VT2, VT4, VT5 giảm xuống 3,6 V. Một bộ giới hạn dòng điện được lắp ráp trên các bóng bán dẫn VT1, VT3, bảo vệ bộ -top box do đoản mạch trong các thiết bị được kết nối với ổ cắm CN502. Dòng điện ngắn mạch - 70...80 mA, điện áp ở đầu ra bộ giới hạn không tải - khoảng 4,9 V. Các vi mạch tương tự của hộp giải mã tín hiệu được cấp nguồn bằng điện áp 5 và các vi mạch kỹ thuật số, bao gồm bộ xử lý và bộ nhớ (trừ IC310, IC801') - 3,3 V. Nhu cầu cung cấp điện áp thấp cho các mạch tích hợp kỹ thuật số nảy sinh khi tiêu chuẩn công nghệ để thiết kế cấu trúc bán dẫn trở nên nhỏ hơn 0,7 micron. Cường độ điện trường bên trong tinh thể tăng lên nhiều đến mức có thể đánh thủng ở điện áp 5 V. Vào giữa những năm 80, tiêu chuẩn JEDEC khuyến nghị điện áp cung cấp là 3,3V+10%. Trong "PlayStation", nó thường gần với giới hạn trên và đạt 3,5...3,55 V. Hậu quả tích cực của việc cung cấp điện áp thấp là giảm mức tiêu thụ điện năng và cải thiện điều kiện nhiệt của vi mạch. Tiền thắng đạt từ 50% trở lên. Mạch reset ban đầu gồm các phần tử R1-R6, C2, C7. Ở trạng thái ban đầu, mức điện áp logic trên đường RES ở mức cao. GIAO DIỆN CD-ROM Khả năng rộng rãi của PlayStation chủ yếu liên quan đến sự hiện diện của ổ đĩa CD-ROM trong đó. Hiệu ứng âm thanh, hình ảnh trực tiếp, hoạt ảnh ba chiều và hội thoại đòi hỏi một lượng lớn chương trình và dữ liệu nguồn. CD-ROM cho phép bạn làm việc với 650 MB thông tin (so sánh với 4 MB trong các hộp mực có dung lượng lớn nhất của bảng điều khiển Sega Mega Drive-2). Tốc độ đọc dữ liệu được “gấp đôi” (300 KB/s). Ổ đĩa được đề cập tương tự như ổ đĩa được sử dụng nhiều nhất trong các đầu đĩa CD nhạc. Chi tiết về thiết kế của nó có thể được tìm thấy trong [9-11]. Như đã biết, dữ liệu được ghi vào đĩa CD bằng các rãnh siêu nhỏ trên bề mặt lớp thông tin phản chiếu ánh sáng, tạo thành một đường xoắn ốc liên tục từ tâm đĩa đến ngoại vi. Một tia laser bán dẫn có dải bước sóng hồng ngoại (780 nm) chiếu sáng đường đi qua một thấu kính có chùm ánh sáng hẹp, được phản xạ khác với các rãnh vi mô và khoảng trống giữa chúng. Photomatrix nhận ánh sáng được điều chế phản xạ, chuyển đổi nó thành tín hiệu điện. Thiết bị tiền xử lý gồm IC703, IC705' và IC708 sẽ khuếch đại và chuyển đổi chúng thành dạng thuận tiện cho việc sử dụng tiếp theo. Hoạt động của biến tần được điều khiển bởi bộ điều khiển dựa trên chip IC701 CXD2545Q. Về mặt chức năng, nó làm cơ sở cho một số hệ thống điều khiển tự động (ACS). SAR-VD (quay đĩa), điều khiển động cơ, duy trì tốc độ chuyển động tuyến tính không đổi của rãnh thông tin so với đầu đọc (SG). Tốc độ quay của đĩa thay đổi từ 1000 phút-1 khi đọc dữ liệu nằm ở đầu vòng xoáy thông tin, đến 400 phút-1 ở cuối vòng xoắn ốc đó. Khi mở nắp hộp đựng CD, SAR-VD dừng động cơ khẩn cấp. SPSG (hệ thống định vị SG) sử dụng động cơ bước để di chuyển SG dọc theo bán kính của đĩa. Bánh răng trục vít được sử dụng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Có một cảm biến tiếp xúc để xác định khoảng cách của SG với tâm đĩa. Sau khi được kích hoạt, chuyển động tiếp theo của SG theo hướng này sẽ bị chặn. SAR-RS (theo dõi xuyên tâm) đảm bảo rằng điểm được chiếu sáng bởi chùm tia laze di chuyển dọc theo đường tâm của rãnh ghi. Độ lệch của nó theo hướng này hay hướng khác dẫn đến sự thay đổi điện áp ở đầu ra của ma trận quang, được bộ điều khiển chuyển đổi thành tín hiệu điều khiển của tín hiệu tương ứng, ảnh hưởng đến bộ truyền động servo của ống kính. Độ chính xác theo dõi đạt +0,1 µm ở độ lệch tâm quay của đĩa là +70 µm. SAR-F (lấy nét) duy trì khoảng cách không đổi giữa lớp thông tin CD và thấu kính. Điều này là cần thiết vì độ sâu trường ảnh của ống kính chỉ +1,9 micron và độ lệch của bề mặt đĩa có thể đạt tới +0,5 mm. Để bù đắp cho chúng, SAR-F có hệ số ổn định lớn ở tần số nhịp trùng với tần số quay của đĩa. Khả năng đọc đĩa chất lượng thấp được sản xuất tại Nam Á của bảng điều khiển video, độ cong của chúng thường có thể nhìn thấy bằng mắt thường, phần lớn phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống này. Tín hiệu điều khiển SAR-F cũng đi tới bộ điều khiển servo ống kính. LAP-ML (công suất laser) ổn định công suất bức xạ phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ của laser bán dẫn. Cảm biến công suất là một photodiode tích hợp. Các thông số chính của điốt laser được sử dụng: dòng điện hoạt động - 45...110 mA ở điện áp 1,6...2,2 V; công suất bức xạ tối đa - 3...5 mW (hoạt động - 0,4...1 mW); độ bền - lên tới 100 nghìn giờ. Trong bộ lễ phục. Hình 22 thể hiện sơ đồ của ổ đĩa CD-ROM và các mạch giao diện của nó với bo mạch xử lý. Ba kênh khuếch đại giống hệt nhau của vi mạch IC702 (BA6392FP từ Rohm), được thiết kế đặc biệt cho đầu đĩa CD và ổ đĩa CD-ROM, điều khiển ổ đĩa servo ống kính (L1, L2) và động cơ truyền động SG (M2) và bộ điều khiển vi sai thứ tư động cơ quay đĩa (M1). Các thông số chính của BA6392FP: điện áp nguồn - 6...16 V, dòng tĩnh - 8...18 mA, công suất tiêu tán - 1,7 W, điện trở tải - 8...20 Ohm, điện áp đầu ra - 1,3.. .5,2 V , mức tăng của kênh quay đĩa là 8...13 dB. Ở trạng thái ban đầu, khi các động cơ dừng, điện áp ở tất cả các đầu ra của BA6392FP đều giống nhau và gần bằng 3,5 V. Tùy thuộc vào chênh lệch điện áp ở các đầu ra tương ứng mà các động cơ sẽ quay theo hướng này hay hướng khác.
Động cơ M1 được điều khiển theo cách kết hợp: đại khái - bằng cách thay đổi thành phần không đổi, chính xác - bằng các gói xung đa cực. Hướng làm việc của đĩa quay là theo chiều kim đồng hồ (có chênh lệch điện áp dương ở chân 27 và 26 của IC702). Việc mở nắp truy cập CD sẽ gây phanh khẩn cấp bằng cách cấp điện áp phân cực ngược vào động cơ M1. Việc điều khiển động cơ bước M2 di chuyển SG chỉ ở dạng xung. Các tiếp điểm của công tắc S1 đóng khi bàn trượt SG tựa vào bộ giới hạn. SPSG nhận được tín hiệu cấm SG tiếp tục di chuyển. Bộ lọc FB701-FB704 ngăn chặn tiếng ồn chuyển mạch, điốt zener VD1-VD4 với điện áp ổn định 4,7 V giới hạn điện áp tăng vọt. Bộ điều khiển servo của ống kính hoạt động tương tự như đầu loa động, trong đó cuộn dây giọng nói, nằm trong trường của nam châm vĩnh cửu, di chuyển dưới tác động của dòng điện chạy qua. Các cuộn dây L1 và L2 của bộ truyền động servo di chuyển thấu kính theo các mặt phẳng vuông góc với nhau. Lõi từ của chúng là nam châm vĩnh cửu làm bằng hợp kim đất hiếm. Độ nhạy của bộ truyền động servo đạt 4 mm/V. Diode phát laser A1 được nối với mạch thu của bóng bán dẫn Q701. Dòng điện định mức - 60...80 mA. Việc điều chỉnh được thực hiện bằng điện trở R1, nằm trên cáp ruy băng in linh hoạt nối SG với phích cắm CN702 và được đưa vào mạch phản hồi SAR-ML. Khi điện trở giảm, dòng điện và công suất laser tăng lên. Các tín hiệu lấy từ ma trận các phototransistor A2 được cung cấp cho chip IC3 (A6N) thông qua các tụ điện tách C703-C1791. Độ nhạy của thiết bị được điều chỉnh bằng điện trở cắt RV703. KHỐI THÍCH ỨNG Mục đích của khối này là để đảm bảo hoạt động của hộp giải mã tín hiệu với các đĩa CD được sản xuất có thương hiệu và không có nhãn hiệu với các ký hiệu "NTSC U/C" (Mỹ/Canada), "NTSC J" (Nhật Bản), PAL (Châu Âu, Châu Á). Sơ đồ nguyên lý của thiết bị được hiển thị trong Hình. 23. Cái gọi là “chip phổ thông” được sử dụng như IC801' - bộ vi điều khiển tám bit Z86E0208PSC của Zilog với ROM 512 byte được che giấu, trong đó chương trình do khách hàng gửi sẽ được lưu trữ trong quá trình sản xuất. Tần số xung nhịp 4,433 MHz bằng tần số của sóng mang phụ màu trong hệ thống PAL và được thiết lập bởi bộ cộng hưởng thạch anh Z801'.
Khối chỉ sử dụng hai đầu ra vi điều khiển. Trên đầu tiên (Q1), một chuỗi đồng bộ hóa được tạo cho giao diện CDROM, trên thứ hai (Q2), khi bật nguồn, một xung mức logic cao với thời lượng khoảng 1 giây sẽ được tạo ra. Tất cả các thành phần của khối thích ứng được lắp đặt trên một bảng mạch in riêng biệt, dán vào mặt sau của bảng xử lý của hộp giải mã tín hiệu và kết nối với nó bằng dây. Một số mẫu PlayStation sử dụng bộ vi điều khiển 86C0208/P của Microchip Technology thay vì Z12E508PSC. SỬA CHỮA XÂY DỰNG Tại một trung tâm dịch vụ có thương hiệu, việc sửa chữa PlayStation thường không quá 15 phút - chính xác là khoảng thời gian cần thiết để thay thế bảng mạch bị lỗi bằng bảng mạch được biết là tốt. Một điều nữa là điều kiện nghiệp dư và thiếu phụ tùng thay thế. Khi bắt đầu sửa chữa PlayStation có tia laser bán dẫn bên trong, bạn nên nhớ rằng bức xạ của nó rất nguy hiểm đối với con người. Tất nhiên, đây không phải là "hyperboloid của kỹ sư Garin" và sức mạnh bức xạ của nó không đủ để gây tổn thương cho da tay, nhưng mắt rất dễ bị tổn thương trước các tia hồng ngoại vô hình. Theo ký hiệu trên vỏ, "PlayStation" được phân loại là thiết bị an toàn laser Loại 1 không gây nguy hiểm cho sức khỏe. Thật vậy, trong quá trình hoạt động bình thường của hộp giải mã tín hiệu, thiết kế và khóa liên động điện của nó ngăn bức xạ laser trực tiếp đi vào mắt. Việc sửa chữa khi tháo nắp trên lại là một vấn đề khác. Theo mức độ nguy hiểm, công việc như vậy được phân loại là loại 2, khi cần có hướng dẫn cảnh báo nhưng chưa yêu cầu bảo vệ mắt đặc biệt. Tuyệt đối không nên nhìn vào “mắt” của tia laser, đặc biệt là ở cự ly gần. Ở khoảng cách 20 cm so với nó, mật độ bức xạ là 44 μW/cm2, ở vùng lân cận thậm chí còn cao hơn. Thấu kính của mắt, tập trung ánh sáng vào võng mạc, làm tăng đáng kể mật độ bức xạ. Ví dụ, với đường kính đồng tử 0,5 cm, mật độ dòng điện tại tiêu điểm của nó lớn hơn 60 lần so với sự cố! Do đó, võng mạc có thể bị tổn thương không thể phục hồi ngay cả khi bức xạ có cường độ được coi là an toàn. Nếu cần thiết, chỉ nên quan sát chùm tia laze bằng thiết bị nhìn đêm nhạy cảm với tia hồng ngoại. Tất nhiên, khi sửa chữa PlayStation, người ta không nên quên những thứ tầm thường như điện áp cao trên bảng điện. Ngay cả khi bảng điều khiển trò chơi được tắt bằng nút "POWER", bộ chuyển đổi điện áp vẫn hoạt động miễn là phích cắm điện được cắm vào ổ cắm. Bảng điện bị hỏng có thể thay thế bằng nguồn tự chế có hai điện áp đầu ra: 3,3...3,6 V với dòng tải ít nhất 0,7 A và 7,4...7,8 V với dòng tải ít nhất 1 A. Các điện áp phải ổn định (tốt nhất là có khả năng điều chỉnh trong giới hạn nhỏ) và có độ gợn sóng dưới 100 mV. Thiết bị phải được bảo vệ khỏi đoản mạch. Tín hiệu đặt lại RES có thể được cung cấp bởi bất kỳ nút nào có tiếp điểm thường mở bằng cách kết nối nó giữa các chân 4 và 5 của đầu nối CN602. Nên lắp tụ điện có công suất 1...2,2 μF song song với nút bấm. Tổng đài hiếm khi bị lỗi. Thông thường, các khuyết tật của nó có tính chất cơ học. Tuy nhiên, nếu cáp giữa các bo mạch bị đứt, bạn không nên cố gắng hàn các dây dẫn của nó - chúng sẽ bay hơi ngay lập tức. Tốt hơn là bạn nên làm một sợi cáp mới từ những sợi dây mỏng thông thường. Việc sửa chữa bo mạch bộ xử lý nên bắt đầu bằng việc "kiểm tra liên tục" tất cả các cầu chì, cuộn cảm, bộ lọc ferit và bộ nhảy chip. Điện trở chip bị lỗi có thể thay thế bằng R1-4-0,125 W trong nước và tụ điện chip bằng K10-17-4v. Nếu không gian cho phép, cho phép lắp đặt các phần tử thông thường, sau khi đúc các đầu cuối của chúng cho phù hợp. Hãy chú ý đến đầu nối CN102 và CN702. Chúng không thể chịu được việc gắn và tháo "lực" lặp đi lặp lại. Nếu kết nối bị lỏng, hãy cẩn thận siết chặt các điểm tiếp xúc và cố định các bộ phận có khớp nối bằng kẹp đàn hồi. Việc gắn và tháo các đầu nối của hộp giải mã tín hiệu khi nguồn điện đang bật thường dẫn đến hỏng các điốt bảo vệ và điốt zener trong các mạch khác nhau. Ngoại lệ là đầu nối cổng song song CN103. Trong đó, các tiếp điểm của mạch điện và dây chung được thiết kế có cấu trúc sao cho nối trước và ngắt sau cùng. Điều này đảm bảo tính bảo mật của việc kết nối các mạch thông tin. Tiếp theo, bóng bán dẫn và điốt được kiểm tra. Các thông số của các thiết bị bán dẫn được sử dụng trong bo mạch xử lý được đưa ra trong bảng. 3, và vị trí của các cực của bóng bán dẫn như trong Hình. 24. Dữ liệu được lấy từ danh mục của Siemens, mặc dù trên thực tế, các thiết bị tương tự của các nhà sản xuất không xác định đã được lắp đặt, đôi khi không có bất kỳ dấu hiệu nào trên vỏ. Không phải lúc nào cũng có thể kiểm tra các bóng bán dẫn “kỹ thuật số” bằng ôm kế hoặc đầu dò, nhưng trong mọi trường hợp, phải đo điện trở của điểm nối “bộ phát”. Các bóng bán dẫn công suất thấp bị lỗi có thể được thay thế bằng các bóng bán dẫn nội địa thuộc dòng KT3129, KT3130. Các thiết bị trong vỏ gắn trên bề mặt cũng có thể được thay thế bằng các thiết bị tương tự của chúng trong các thiết bị thông thường, tốt nhất là bằng dây dẫn dạng dải. Ví dụ, thích hợp là các điốt thuộc dòng KD102, KD109, KD518, các bóng bán dẫn thuộc dòng KT315, KT361.
Nếu bộ mã hóa RGBPAL gặp trục trặc, bạn có thể thử kết nối set-top box với TV bằng tín hiệu R, G, B, SYNC (chân 2, 3, 4, 10 của chip CXA1645M). Các tùy chọn cho thiết bị giao diện đã được những người nghiệp dư về đài phát thanh biết đến. Bộ ổn áp TA78M05F có thể được thay thế bằng vi mạch gia dụng mạnh hơn KR142EN5A, chọn bản sao hoạt động ổn định ở điện áp đầu vào 7,6 V. Để giảm bớt chế độ nhiệt của vi mạch BA6392FP, điều khiển động cơ ổ đĩa CD-ROM, nó là nên dán một bộ tản nhiệt bằng kim loại có kích thước 40x10 mm vào vỏ của nó. Thực tế là không thể thay thế chip kỹ thuật số trên bo mạch xử lý bằng chip nội địa, vì chúng chủ yếu sử dụng chip logic điện áp thấp và VLSI, không có chất tương tự. Có thể thay thế bộ khuếch đại hoạt động bằng hầu hết mọi bộ khuếch đại hoạt động ở điện áp cung cấp 3,6 (IC708) hoặc 7,6 V (IC704'). Hoạt động không ổn định của ổ đĩa CD, chỉ được quan sát thấy ở một số đĩa, thường cho thấy chất lượng của đĩa sau kém. Các nguyên nhân khác gây ra trục trặc cho ổ đĩa là các vết nứt nhỏ trong cáp linh hoạt của SG, ống kính bị lệch, các bộ phận chuyển động bị mòn, chất bôi trơn bị khô. Một trường hợp đặc biệt là hư hỏng hệ thống quang học do xử lý bất cẩn. Vết xước trên ống kính không thể sửa chữa được. Cố gắng rửa nó bằng các hoạt chất hóa học, nước hoa và các loại chất tẩy rửa khác nhau chỉ dẫn đến việc “thấu kính” bị đóng cặn. Bạn chỉ nên làm sạch ống kính bằng bàn chải có lông rất mềm và trong trường hợp bị nhiễm bẩn đáng kể - bằng tăm bông sạch gắn vào thanh gỗ và hầu như không được làm ẩm bằng chất lỏng để làm sạch dụng cụ quang học. Khi chẩn đoán lỗi, sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng thiết bị như trong Hình. 25. Cơ sở của nó là một bảng làm bằng sợi thủy tinh lá, ở hai đầu được lắp đặt các phần tử vô tuyến cỡ nhỏ (tụ điện, điện trở), được trang bị các chân để kết nối với các miếng tiếp xúc của bảng mạch in của thiết bị đang được thử nghiệm. Nên có sẵn trong tay một số thanh tương tự với các thành phần có xếp hạng khác nhau, bao gồm cả bộ nhảy ngắn mạch và điện trở thay đổi cỡ nhỏ. Bằng cách kết nối các thanh với các điểm khác nhau của thiết bị, bạn có thể nhanh chóng xác định được lỗi. KẾT LUẬN Tôi muốn lưu ý rằng "PlayStation", ngoài việc sử dụng thuần túy để chơi game, có thể đóng vai trò là động lực tốt để thành thạo lập trình. Đĩa PlayStation có thể được đọc trên các máy tính tương thích với IBM. Trong phần lớn các trường hợp, bạn có thể xem mã chương trình, tin nhắn văn bản và thậm chí nghe giai điệu và đoạn chèn lời nói từ trò chơi. Ví dụ: các tệp âm thanh *.pcm, *.da được phát bằng chương trình “Laser Player” tiêu chuẩn từ WINDOWS 95. Một lĩnh vực hoạt động rộng lớn mở ra cho việc Nga hóa các chương trình trò chơi, chuyển các trò chơi phổ biến từ các nền tảng máy tính khác và phát triển phần mềm của riêng bạn. Văn chương
Tác giả: S.Ryumik, Chernihiv, Ukraine
Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024 Điều khiển vật thể bằng dòng không khí
04.05.2024 Chó thuần chủng ít bị bệnh hơn chó thuần chủng
03.05.2024
▪ Logitech PowerPlay - bàn di chuột có sạc lại ▪ Máy ảnh 10 nghìn tỷ khung hình trên giây ▪ Ca ghép gan bằng robot đầu tiên thành công ▪ Xenlulo thực vật để cấy ghép xương
▪ bài báo Trường hợp Makar không lái xe bê. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Nghịch lý là gì? đáp án chi tiết ▪ Bài viết của Quilach là xà phòng. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Phổ thăm dò. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Thủ thuật toán học với notepad. tiêu điểm bí mật
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này