Узел управления вм

Узел управления ВМ (в дальнейшем УУ) выполняет следующие задачи:

• 
  Анализ синхроимпульсов от компьютера и определение необходимого режима работы,
  
• 
  Установку рабочих частот задающих генераторов кадровой и строчной разверток и при­вязку их к синхроимпульсам,
  
• 
  Получение сигналов для коррекции параметров растра в соответствии с установленным режимом,
  
• 
  Обработку сигналов от других узлов для защиты ЭЛТ и ИП при аварийных ситуациях,
  
• 
  Обеспечение оператору доступа к набору подстроек на передней панели ВМ.
  

Схемотехника УУ зависит от типа ВМ. Если в первых моделях (CGA, MDA), работающих на фиксированных частотах разверток, функции УУ были распределены в отдельных блоках, как и в обычном телевизоре, то в ВМ типа EGA уже имеется схема анализа полярности синхроимпульсов, а в современных ВМ функции УУ могут быть практически полностью сконцентрированы в микро­процессорном контроллере.

Схема узла управления ВМ типа ACERVIEW 7134T приведена на рис. 11, она выполнена с применением микроконтроллера типа WT8043(234). Как и любой другой микроконтроллер, ИС этой серии выпускаются в модификациях для применения в конкретных моделях ВМ и являются заказ­ными, поэтому необходимо обращать внимание на полную маркировку — на ней указан номер мо­дификации. Микросхемы разных модификаций могут отличаться различным расположением, назначением и количеством выводов. Эта ИС включает в себя кварцевый генератор с использова­нием внешнего резонатора для получения опорной частоты и набора делителей частот, участвую­щих в измерении периодов следования строчных и кадровых синхроимпульсов, а также схем для анализа их полярности. По результатам анализа на выходы ИС выдаются сигналы, несущие инфор­мацию о режиме работы видеосистемы, и нормализованные синхроимпульсы. Все выходные сиг­налы имеют уровни TTL и, за исключением выходных синхроимпульсов, формируются транзисторами с открытым коллектором. Назначение выводов ИС подробно показано на схеме рис. 11. Каждому режиму видеосистемы соответствует только один (выв. 11 — 18) активный вывод ИС (активный уровень — низкий) — это дает возможность коммутировать делители напряжения из набора резисторов для получения аналоговых сигналов управления H-PHASE, V-ZENTER и H-SIZE.

Информация от выводов 7, 8, 10 используется для установки необходимого напряжения пи­тания выходного каскада строчной развертки В+, для чего с помощью транзисторов Q204, Q206, Q207 включается соответствующий транзистор-ключ в блоке питания.

Полученные в УУ сигналы используются в задающих генераторах строчной и кадровой раз­вертки, показанных на рис. 12. В качестве базовой микросхемы задающих генераторов использу­ется ИС TDA4852.

Основная частота строчных импульсов (31.5 кГц) определяется конденсатором С257, уста­новленным на выводе 19 ИС, и сложным резистором, подключенным к выв. 18, состоящим из пос­тоянного R263 и подстроенного VR253 (установка 31.5 кГц). При переходе в режим с более высокими частотами к этому резистору с помощью управляющих сигналов (F33K, F36K, F46K) под­ключается параллельно один из дополнительных (R260, R264, R266) точных резисторов, чем и ус­танавливается необходимое значение частоты. Электролитический конденсатор С262, установленный в цепи сигнала управления F46K, выполняет важную функцию плавного восстанов­ления строчной частоты при переходе от высокой частоты к низкой (для исключения превышения импульсного напряжения на коллекторе транзистора в выходном каскаде строчной развертки).

Регулировка горизонтального положения растра на экране производится с помощью фазово­го детектора в ИС, на который поступают нормализованный синхроимпульс H-SYNC, опорный сиг­нал AFC из узла строчной развертки и управляющее напряжение от делителя из резисторов R297, VR255 (регулировка на передней панели ВМ) и установочного VR256 (H-PHASE). Для корректиров­ки положения растра в различных режимах к напряжению от делителя подмешивается управляю­щее напряжение H-PHASE. Выходной сигнал H-DRV с необходимыми параметрами от вывода 3 ИС поступает в узел строчной развертки.

Схема, выполненная на транзисторах Q251 и Q252, срабатывает при превышении амплиту­ды строчных импульсов определенного значения и блокирует выдачу сигнала H-DRV (выключает строчную развертку) подачей напряжения 12 В через ограничительный резистор R293 и диод D256 на вывод 2 ИС. Так как величина высокого напряжения, получаемого от ТДКС, пропорциональна амплитуде импульсов обратного хода, схема обеспечивает защиту от превышения его нормально­го значения. При срабатывании эта схема сохраняет свое состояния до полного выключения ВМ.

В задающем генераторе кадровой частоты, выполненном на той же ИС (IC251, схема на рис. 12), собственная частота пилообразного напряжения определяется емкостью конденсатора С254 и резистором R258, она, как правило, ниже 40 Гц. При поступлении синхроимпульса генера­тор прекращает текущий период развертки и начинает следующий, отсекая часть линейно возрас­тающего (пилообразного) напряжения. Выработанное в задающем генераторе напряжение поступает на выходной усилитель в ИС IC250 типа TDA4866 и после усиления в нем подается на кадровые отклоняющие катушки. Так как для разных частот кадровых синхроимпульсов при изме­нении режима работы видеосистемы разность начального и конечного напряжения пилы оказыва­ется различной, то и вертикальный размер растра на экране будет изменяться в зависимости от видеорежима. Для поддержания постоянного размера растра в промежуточном усилителе ИС IC251 производится необходимая коррекция усиления с помощью управляющего напряжения, под­аваемого на вывод 13. Это напряжение формируется делителем из установочного резистора VR252 ("V-SIZE") и переменного VR251 ("V-SIZE" на передней панели ВМ), к нему подмешивается сигнал V-SIZE от схемы детектирования режима.

В ИС IC251 вырабатывается также сигнал PARA параболической формы, который использу­ется в узле строчной развертки для коррекции искажений растра типа "подушка".

Узел управления ВМ выполняет функции, которые могут быть удобно реализованы микроп­роцессорными средствами. Принципы управления микропроцессорами (МП) в ВМ аналогичны при­меняемым в телевизионных приемниках, однако набор функций, выполняемый в них, существенно ! отличается — кроме обычных, таких как управление яркостью и контрастностью изображения, необходимо определять по сигналам от компьютера режим работы и поддерживать геометрические I характеристики растра во всем диапазоне рабочих частот. По этой причине набор применяемых ! типов микропроцессоров для ВМ совсем другой.

Так же как и в описанных выше схемах, в УУ с применением МП вырабатываются аналого-

вые и цифровые управляющие сигналы для других узлов. Их значения и последовательность зависят от входных сигналов, действий оператора и описываются программой в ПЗУ МП, а для ! запоминания и хранения данных для каждого режима обычно используется внешняя ИС памяти, содержимое которой сохраняется при выключении питания. Часто совместно с МП применяются специализированные ИС, которые дополняют его функции и расширяют набор управляющих сигна­лов, например, для получения аналоговых напряжений или подмешивания текстовой видеоинфор­мации в видеосигнал с целью образования на экране ВМ изображения "меню". Такие ИС имеют ограниченное количество выводов для связи с МП, поэтому они используют при обмене информа­цией последовательный код (обычно через шину типа I2C). К сожалению, информация о детальных свойствах МП и периферийных ИС, как и сами микросхемы, не всегда доступна, поэтому ремонт ВМ, содержащих такие микросхемы, бывает весьма затруднен.

Рекомендации по ремонту У У

На первом этапе проверки работы УУ контролируют поступление питающих напряжений на микросхемы данного узла и при их наличии и кондиции убеждаются в наличии растра на экране ЭЛТ. Если свечение отсутствует, проверяют состояние защитных сигналов, которые могут блоки­ровать работу задающего генератора строчной развертки, выключать луч запирающим напряжени­ем G1 или переводить ВМ в дежурный режим. По результатам этих проверок производят

необходимые исправления в УУ или других узлах. В некоторых исключительных случаях можно принудительно разблокировать отдельные защитные сигналы на время ремонта. К ним относятся сигнал блокировки ИП при переходе в дежурный режим и сигнал выключения луча. Обычно отклю­чение блокировки производится замыканием перехода Б-Э исполнительного транзистора, напри­мер, Q603 в схеме ИП на рис. 8 или разрывом (выпаиванием перемычки на плате) в цепи сигнала. С особой осторожностью производят отключение блокировки задающего генератора строчной раз­вертки, так как при неправильной работе УУ это может привести к дополнительным повреждени­ям в выходном каскаде строчной развертки вплоть до выхода из строя ТДКС. Для диагностики работоспособности задающих генераторов разверток в УУ достаточно проконтролировать пилооб­разное напряжение на задающих частоту конденсаторах осциллографом, при этом попутно можно оценить их частоты. Как правило, микросхемы задающих генераторов после исключения блокиро­вок работают достаточно независимо от остальных схем, поэтому их проверка не вызывает труд­ностей.

При наличии растра на экране ЭЛТ оценивают работу ВМ по исполнению тестовых программ на компьютере, задавая поочередно все возможные для данного ВМ рабочие режимы. Главное внимание при этом уделяют геометрическим характеристикам растра и работе регулировочных органов на передней панели ВМ. При малейших отклонениях от нормы проверяют состояние уп­равляющих сигналов и при необходимости прослеживают их прохождение с помощью осциллогра­фа (для точных измерений постоянных напряжений используют цифровой мультиметр). Если управляющие сигналы изменяют свое состояние нужным образом, а реакция на растре отсутству­ет, аналогичным образом проверяют соответствующие исполнительные элементы и производят не­обходимые исправления.

Очень часто признаки, проявившиеся при проверках по тестовым программам, прямо указы­вают на неисправность УУ. К характерным признакам таких дефектов УУ относятся:

• 
  Отсутствие синхронизации изображения во всех режимах. Это возможно при повреждени­ях схем нормализации синхроимпульсов, особенно когда входы используемых ИС подключены не­посредственно к входному разъему,
  
• 
  Размеры растра настраиваются регуляторами на передней панели, но изменяются при пе­реходе в режим с другими частотами разверток. Это говорит о неправильной установке подстро­енных резисторов или неисправности схемы определения режима,
  
• 
  Наличие искажений типа "подушка", которые не исправляются с помощью подстроенного резистора или настройки на передней панели. Несмотря на видимую простоту этого дефекта мо­жет отнять много времени при поиске дефектного элемента, в особенности, при отсутствии при­нципиальной схемы,
  
• 
  Несоответствие набора цветов на экране режиму и входной информации. Это характерно для ВМ типа EGA (дефекты ПЗУ или в цепи управляющих сигналов).
  

Далее, если имеется принципиальная схема ВМ, контролируют наиболее важные для его ра­боты сигналы на выводах МП: входные (от кнопок управления, синхросигналы, сигналы защиты) и управляющие (идущие к исполнительным элементам в других узлах). Так как большинство приме­няемых МП выполнено по КМОП-технологии и имеет напряжение питания +5 В, напряжение высо­кого уровня близко к нему и составляет 4.5 — 5 В. Промежуточные уровни наблюдаемых сигналов

на каком либо выводе свидетельствуют о дефекте МП или в цепях, подключенных к нему. Такой прием, в случае отсутствии схемы ВМ, может оказаться единственным средством диагностики ра­ботоспособности МП и часто помогает найти неисправность в его окружении.

После вышеописанных проверок и устранения, найденных при этом неисправностей можно проконтролировать работу МП при исполнении записанной в его ПЗУ программы начальной ини­циализации. Для этого кратковременно замыкают вывод RESET МП на землю и наблюдают сигна­лы на других его выводах осциллографом. Наиболее подходящими для контроля являются выводы, которые используются для подключения ИС памяти (линии шины I2C), так как при начальной уста­новке из нее обязательно выбираются данные для включения режима работы ВМ. На этих выво­дах должны наблюдаться серии импульсов, говорящих о процессе обмена информацией между МП и другими ИС и, соответственно, о его функциональной работоспособности. Аналогичным образом можно проверить реакцию на другие сигналы, например, нажимая кнопки управления не передней панели ВМ.

Следует отметить, что некоторые типы МП содержат внутри себя схемы нормализации синхроимпульсов и определения их периодов (определения режима работы ВМ), которые используют
таймеры и механизм прерываний, поэтому такой МП может не реагировать на сигнал RESET до
поступления на него синхроимпульсов от компьютера.

В случае дальнейших затруднений, т.е., если после проведенных проверок не удалось отыскать причину дефекта, а ВМ не может полноценно работать, можно рекомендовать замену МП. При

Окончательное заключение о правильной работе УУ с применением МП можно сделать толь­ко после полного комплекса проверок по тестовым программам во всех рабочих режимах ВМ.

Входные устройства обеспечивают соединение ВМ с компьютером и прохождение видеосиг­налов к оконечным видеоусилителям.

Основными требованиями, которым должны удовлетворять входные цепи и узлы обработки видеосигналов, являются: передача видеосигналов и сигналов синхронизации от компьютера к уз­лам ВМ без искажений, а также их стабильность во времени, чтобы изображение на экране имело максимальную четкость, стабильность растра и сохраняло свои яркостные параметры. Эти требо­вания должны быть согласованы с классом ВМ, режимами его работы и предельными параметра­ми ЭЛТ.

Например, если для ВМ типа CGA, MDA, EGA достаточна полоса пропускания входных ус­тройств 10 — 15 МГц, то для ВМ типа SVGA с размером экрана 14" необходимая полоса должна

Первой важной деталью входных цепей является соединительный кабель. В простых моделях _с ВМ кабель имеет с одной стороны разъем для подключения к компьютеру, а на другой стороне он жестко закреплен на конструкции ВМ и подключен непосредственно к схеме видеоусилителей. Длина кабеля обычно составляет 1 — 2 м, что позволяет выполнить его из набора витых пар. В неко­торых моделях ВМ устанавливается входной разъем, а кабель подключения применяется как ^Е

отдельное изделие — это позволяет использовать кабели различной длины.
В процессе создания видеосистем для персональных компьютеров были выработаны стан­дарты на подключение ВМ, ниже приведены основные виды разъемов подключения и назначение их выводов.

С переходом к более совершенным стандартам MCGA, VGA и SVGA, в которых передача цветовой и яркостной информации от компьютера в ВМ производится аналоговыми сигналами с амплитудой 0 — 1 В, требования к соединительному кабелю повышаются как по частотным свой­ствам, так и по отсутствию взаимного влияния между отдельными сигналами. Для ВМ типа SVGA могут применяться коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 75 Ом, которые заключены в общий экран, соединенный с корпусом, для уменьшения излучения радиопомех. Экраны коакси­альных кабелей каждого сигнала выводятся на отдельные контакты разъема подключения, это да­ет возможность согласования для каждой линии в отдельности.

Сигналы ID0 — ID2 используются для опознавания типа BM в компьютерах серии IBM дг корректной установки допустимых режимов работы видеосистемы.

Существуют и другие способы соединения компьютера и ВМ, например, подключение во можно отдельными коаксиальными кабелями с разъемами типа BNC как для видеосигналов, так синхросигналов.

От входного кабеля или разъема сигналы синхронизации из компьютера поступают в узел у равления, а видеосигналы — в узел обработки видеосигналов. Основные отличия различных типе ВМ сосредоточены в узле обработки видеосигналов, поэтому ниже рассматриваются примеры по троения схем для каждого типа.

Узлы обработки видеосигналов ВМ типа VGA и SVGA мало отличаются друг от друга, так как они обрабатывают видеосигналы одного вида. Как правило, они выполнены на специализирован­ных микросхемах, которые согласовывают входные видеосигналы со схемами оконечных видеуси-лителей на транзисторах. Эти микросхемы выполняют также функции регулировки контрастности, гашения обратного хода, а также они имеют входы для подключения регулировочных резисторов установки режимов оконечных видеусилителей. Самыми распространенными микросхемами этого типа являются LM1203 и М51387, в более сложных моделях ВМ с микропроцессорным управлени­ем применяются LM1205, LM1207 и др.

На рис. 17 показана схема узла обработки видеосигналов ВМ ACERVIEV 7134T, выполнен­ная на микросхеме LM1203. Схема работает следующим образом: видеосигналы из соединитель­ного кабеля поступают на разъем Р101 узла обработки видеосигналов, расположенного на одной плате с оконечными видеоусилителями. Сама плата конструктивно выполнена вместе с панелькой для ЭЛТ и устанавливается непосредственно на ее цоколь для достижения наилучших параметров при обработке видеосигналов и подачи их на катоды ЭЛТ. Экраны сигнальных линий (R, G, В) вход­ного кабеля подключаются к земле именно этой платы, так как потребителями видеосигналов яв­ляются входы микросхемы LM1203, установленной на ней. Сами линии видеосигналов (R, G, В) нагружаются на резисторы 75 Ом для согласования с волновым сопротивлением коаксиальных ка­белей и подаются через развязывающие конденсаторы С107, С110, С112 на входы дифференци­альных усилителей в IC101. Резисторы R107 — R109 подключены к источнику опорного напряжения в IC101, они обеспечивают начальное смещение на входах усилителей. Усилитель

каждого канала имеет входы для управления начальным смещением (BIAS) и коэффициентом уси­ления (DRIV). Рассмотрим работу узла на примере канала R. Входной сигнал поступает на вывод 9 IC101 в ее входной усилитель. Коэффициент усиления внутреннего усилителя определяется величиной ре­зистора, подключенного к выводу 18 ИС. Для обеспечения возможности регулировки этот резис­тор составлен из R139 и подстроечного VR104. Изменение начального смещения на выходе усилителя (выв. 16 ИС), необходимое для установки уровня черного на экране, производится изме­нением потенциала на выводе 15 ИС с помощью подстроечного резистора VR105. Выходной ток из усилителя в IC101 поступает через резистор R125 в базу транзистора Q106. Этот ток замыкается через переход база-эмиттер и резистор R142 обратной связи на землю. Цепочка из R143 и С124

ИС типа LM1203 имеет также вывод для управления коэффициентом усиления всех видео­усилителей одновременно (регулировка контрастности изображения — выв. 12 ИС) и вывод для подачи сигнала гашения лучей во время обратного хода строчной развертки (выв. 14 ИС). Эти сиг­налы поступают из других узлов ВМ через разъем Р102, в цепи сигнала гашения используется транзистор Q180, который коммутирует выв. 14 ИС на землю в момент обратного хода луча.

В качестве источника питания выходного видеоусилителя используется напряжение +90 В,-поступающее от основного ИП через фильтрующую цепочку С126, L107, С113, С136.