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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA PS uno: diagrama de circuito. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Телевидение Además de la unidad del sistema (consola), el paquete PS one incluye un joystick DUAL SHOCK, un adaptador de red remoto y un cable para conectar a un televisor. No hay ningún CD de demostración disponible. Se unifican el cable y los joysticks de todos los modelos de PlayStation. Los diagramas de la placa del procesador y el adaptador de red ubicados en la unidad del sistema se analizan a continuación. Estos no son documentos oficiales del fabricante del IVP, son el resultado de un análisis de las placas de circuito impreso de varias copias del decodificador. Las designaciones posicionales de la mayoría de los elementos se dan de acuerdo con las marcas en los tableros. Desafortunadamente, las resistencias de chip y los condensadores de chip cerámico instalados en la placa del procesador no están marcados. Por lo tanto, los números en sus designaciones posicionales no corresponden a los de "marca". La potencia nominal de las resistencias en chip está determinada por sus tamaños estándar: 1206 - 0,25 W; 0805 - 0,125 W; 0603 y 0402 -0,063 W. PLACA DEL PROCESADOR El diagrama completo de este componente principal de la videoconsola se divide condicionalmente en varios. Arroz. 1 contiene nodos del sistema informático IVP, que se basa en un VLSI 208C 1 CXD103CQ de 8606 pines. Además del núcleo del procesador RISC de 32 bits, compatible con el R3000A de MIPS, contiene memoria de programa (4 KB), memoria de datos (1 KB), un bloque de registro de uso general, un acelerador de gráficos GTE (Graphic Transfer Engine), Controladores de acceso directo a memoria, interrupciones, RAM dinámica externa y memoria caché, tres contadores de 16 bits, dos puertos de E/S serie, decodificador JPEG. El procesador es sincronizado por la señal CLK. La señal RES se suministra al pin 76 de la CPU a través del circuito R25C115, configurando el sistema a su estado inicial. Las resistencias de baja resistencia conectadas en serie en los circuitos de algunos pines VLSI sirven para eliminar el "timbre" durante las caídas de pulso.
La CPU está conectada a una RAM dinámica de 32 MB IC0 K31Q0M-JC9 a través de un bus de datos de alta velocidad CD106-CD4 de 153212 bits y un bus de direcciones CA60-CA2. Anteriormente, este chip se lanzó con el nombre KM432V515. Máscara de ocho bits ROM IC102 M53403IE-47 - personalizada. Los dos últimos dígitos (47) del nombre son el número de versión del firmware de la ROM. La especificación oficial de los parámetros de PS one muestra su volumen como 512 KB. Sin embargo, el bus de direcciones de 20 bits AO-A19 le permite acceder al doble de celdas. Los chips ROM instalados en diferentes modelos de PlayStation de 32 bits son intercambiables. Esta circunstancia se utiliza durante las reparaciones. Los conectores CN101.1, CN101.2, CN102.1, CN102.2 están diseñados para conectar joysticks y tarjetas de memoria al IVP. Todos sus circuitos de entrada y salida están protegidos de interferencias y daños mediante filtros FB117-FB123, diodos zener y sus conjuntos D101, D103, D104, así como circuitos RC. Líneas discontinuas en la Fig. 1 muestra el chip IC801 PIC12C508A. Este es el llamado "mod-chip", un microcontrolador programado de tal manera que garantiza el lanzamiento de CD de juegos de producción de diferentes marcas (con una superficie violeta oscura) y sin marca (con una superficie plateada). orígenes regionales. No hay espacio para este microcircuito en la placa de circuito impreso, a veces está conectado mediante cables aéreos. Como IC801 se utilizan microcontroladores de varias series (PIC, AT90S, Z86), a menudo con nombres borrados y pines "extra" cortados. Sin embargo, los destinados a versiones anteriores de "PlayStation" no son aptos para "PS one". Pasemos a la figura. 2. El procesador de gráficos IC208 CXD203CQ de 8561 pines que se muestra aquí es funcionalmente equivalente a los aceleradores 360D utilizados en las tarjetas de video de PC IBM. Se encarga de dibujar polígonos en la pantalla, rotar y escalar sprites y pintar contornos utilizando el algoritmo de Gouraud. Cada segundo el procesador es capaz de procesar hasta 66 mil polígonos. El rendimiento general es de 256 millones de operaciones por segundo. Resolución de 256x640 a 512x256 píxeles en el estándar de televisión PAL o de 240x640 a 480x103 píxeles en el estándar NTSC. Una gran cantidad de líneas conectan el procesador gráfico con la CPU: el chip IC1 (ver Fig. XNUMX).
Junto con el controlador IC203 trabaja la RAM de vídeo IC201 K4G163222A-PC70, síncrona dinámica, con una capacidad de 16 Mbit. La capacidad de información del chip vídeo-RAM, duplicada respecto a la instalada en modelos anteriores, dio lugar a hablar de gráficos mejorados “PS one”. Sin embargo, no lo es. De las 11 entradas direccionables del microcircuito AO-A10, solo se utilizan diez, la entrada A8 está conectada a un cable común. Por lo tanto, como antes, sólo están activos 8 Mbit de memoria de vídeo. Si sospecha un mal funcionamiento de la RAM de video (se ven puntos o líneas adicionales en la imagen), puede intentar cambiar a la mitad "de repuesto" del chip IC201 desconectando su pin 30 del cable común y conectándolo a uno de los pines de alimentación del chip. Desde las salidas del procesador gráfico IC203, se suministran señales de video digitales de ocho bits de colores primarios a las entradas RDO-RD7 (rojo), GD0-GD7 (verde) y BDO-BD7 (azul) del chip IC502 CXA2106R, que reemplazó dos utilizados en modelos IVP anteriores: un DAC de video y un convertidor de señal RGB a señal de TV completa de estándares PAL o NTSC. A veces se instala un chip BH502AKV como IC7240. Coincidiendo con el CXA2106R en cuanto a características básicas y finalidad de la mayoría de pines, requiere de varios elementos adicionales, como se muestra en la Fig. 2 líneas discontinuas. Hay lugares en el tablero para ellos. Los circuitos de señal de video que salen al conector de salida CN502 están equipados con resistencias coincidentes, diodos zener protectores y filtros de supresión de ruido. El voltaje de +4,9 V suministrado al mismo conector a través de la unidad de protección actual en el conjunto del transistor Q505 está destinado a alimentar el modulador de RF del televisor. La corriente de carga máxima es de 85 mA, la corriente residual después de que se activa la protección no supera los 5 mA. Tenga en cuenta que la numeración de pines del conector CN502 ha cambiado en comparación con los modelos anteriores de PlayStation, aunque su posición relativa y su propósito siguen siendo los mismos. Generador de reloj programable IC204 CY2081SL-509 - personalizado. La relación entre los valores de frecuencia de sus señales de salida y el resonador de cuarzo X201 está determinada por las constantes escritas por el fabricante del microcircuito en su ROM interna "única". El índice 509 en la designación del generador es el número de pedido según el cual está programado. Las frecuencias de la señal se muestran en la Fig. 2. Parte del circuito de la consola "PS one" que se muestra en la Fig. 3, incluye sistemas de procesamiento de datos de control y audio y una interfaz de CD-ROM. En comparación con los modelos anteriores, el sistema de procesamiento de datos digitales PS one se ha simplificado significativamente; solo quedan dos chips: el controlador IC304 SC430943PB y la RAM de audio dinámica de 16 bits IC310 M11B416256A-35J con una capacidad de 512 KB. Sin embargo, las funciones desempeñadas no han disminuido. El cofre se abre simplemente: un decodificador de datos de CD, un búfer de RAM estática de 256 Kbit, un descompresor de datos MPEG-1, un procesador de audio y un DAC están incluidos en el VLSI IC208 CXD732Q de 2938 pines, que pertenece formalmente a la interfaz de CD-ROM. sistema. El VLSI opera bajo el control de la CPU IC103, con la que está conectado por muchas líneas.
La señal de audio estéreo generada por VLSI IC732 se suministra al amplificador de dos canales IC405 NJM2174, y desde sus salidas a través de filtros a los contactos correspondientes del conector CN502. El amplificador funciona sólo con una determinada combinación de niveles lógicos en sus entradas de control (pin 4 - alto, pin 5 - bajo). Esta propiedad se utiliza para evitar la reproducción de señales distorsionadas e interferencias durante la instalación de los nodos IVP a su estado inicial y el lanzamiento de programas. A veces, el amplificador NJM2174 se reemplaza por análogos funcionales con teclas electrónicas adicionales para bloquear las salidas. El NJM2174 no tiene tales teclas, sus pines (2 y 13) no se utilizan, sin embargo, los conductores impresos que van a ellos (se muestran con líneas discontinuas) ) siempre están presentes en el tablero. Se conecta una unidad de CD-ROM KSM-701BAM a los conectores CN702 y CN440, eléctricamente compatibles con los utilizados en modelos anteriores de PlayStation ([2], Fig. 22), pero con un cable de conexión de diferente longitud y configuración. El láser semiconductor del cabezal de la unidad óptica está incluido en el circuito colector del transistor Q701 2SB1132. La corriente del láser está regulada por una resistencia de recorte ubicada en el variador. Indirectamente, esta corriente se puede estimar mediante la caída de tensión entre las resistencias R52, R53 (0,66...0,88 V corresponde a 60...80 mA). Las señales de los fotodetectores del cabezal óptico se suministran a las entradas del microcircuito IC723 CXA2575N, que realiza las funciones de amplificación, corrección de frecuencia y preprocesamiento. El procesamiento adicional se produce dentro del VLSI IC732. También genera señales de control para motores eléctricos y electroimanes de la unidad de CD-ROM, que se suministran a los componentes correspondientes a través de amplificadores de potencia del microcircuito IC722 BA5977FP. Sus análogos son BA5947FR AN8732SB. Los microcircuitos BA6392FP, BA6397FR, BA6398FP instalados en los primeros modelos de PlayStation se diferencian del BA5977FP en la asignación de pines. El botón SB301 está conectado mecánicamente a la cerradura del compartimento en el que está instalado el disco del juego. Cuando está abierto, los contactos están abiertos. La unidad del sistema "PS one" se alimenta con un voltaje constante de 7,5 V desde una fuente de alimentación de red externa: un adaptador de red, cuyo circuito se analizará en la siguiente sección. En la placa del procesador, de este voltaje se obtienen todos los demás voltajes necesarios para el funcionamiento de sus nodos. El diagrama del circuito de alimentación de la placa del procesador se muestra en la Fig. 4.
Se suministran 7,5 V desde J001 a través del cartucho fusible PS600, el filtro FB001 y el interruptor de botón S001. El diodo Zener D1001 protege la placa del procesador contra el suministro accidental de demasiado voltaje o de polaridad incorrecta al conector 004. En estos casos, una corriente muy grande que fluye a través del diodo zener abierto provoca la quema del cartucho fusible PS600 o el disparo de la protección del adaptador de red. A través de los fusibles PS004, PS601-PS603, la tensión de alimentación de entrada se distribuye entre varios grupos de consumidores. Los voltajes en los circuitos U1, U2 (3,6 V) y U3, U4 (5 V) se estabilizan mediante estabilizadores lineales integrados IC602 LP2985AIM5-3.5 e IC601 MC78M05CDT, respectivamente, y el voltaje de salida del segundo (5 V) sirve como entrada. voltaje para el primero. Los circuitos U5 y U6 se alimentan con una tensión de 7,5 V sin estabilización adicional. El voltaje de 3,5 V en el circuito U7-U9 proviene de un estabilizador de pulso, cuyos elementos principales son el transistor clave Q602 VSKH52, el diodo amortiguador D601, el inductor de almacenamiento L603 y el controlador de ancho de pulso (PW) IC607 TL594CPW. Es similar al conocido TL494 (KR1114EU4), cuya breve descripción y principio de funcionamiento se puede encontrar, por ejemplo, en [3]. A veces, en lugar de IC607, se instala un microcircuito IC606 TL594CD en un lugar especialmente provisto en la placa, que se diferencia solo en el diseño de la carcasa. La resistencia R16 sirve como sensor de corriente de carga estabilizadora. Todos los circuitos de potencia están equipados con filtros LC que suavizan el óxido y bloquean los condensadores cerámicos. En total, más de un centenar de estos condensadores están distribuidos de manera bastante uniforme por la superficie de la placa de circuito impreso. El LED D003 sirve como indicador para encender el IVP. Se ilumina cuando hay una tensión de 7,5 V después del cartucho fusible PS603 y 3,5 V en la salida del regulador de conmutación. Una de las diferencias entre “PS one” y los modelos anteriores es la ausencia de un botón RESET especial para restablecer el sistema a su estado original. La señal de configuración inicial RES se genera automáticamente cada vez que el decodificador se enciende mediante el interruptor S001 o después de una reducción de emergencia a corto plazo y una restauración al valor nominal de la tensión de alimentación de 7,5 V. Después de conectar la alimentación, el IC003 de un solo disparo genera 1 pulso de bajo nivel en la salida, cuya duración (0,2...0,3 s) depende del valor del condensador C4. El conjunto amplificador de transistores Q004 lleva la potencia del impulso al nivel requerido, | el cual, a través del filtro FB601C18, se suministra a las entradas de la instalación inicial de los circuitos micro-i de la placa del procesador. Cuando el voltaje de suministro de entrada disminuye por debajo de 6 V, el diodo zener D002 se cierra y el transistor Q002 se abre, desviando el circuito R3C3. El IC003 de un solo disparo percibe una fuerte disminución en el voltaje en su pin 2 como un corte de energía, y después de restaurar el voltaje nominal en el circuito de 7,5 V y cerrar el transistor Q002, genera un pulso de ajuste inicial. En algunos casos de la placa del procesador, el generador de señal RES es el chip Q002, para el cual se proporciona un lugar. En este caso, el chip IC003 y algunos otros elementos asociados a él no están instalados. ADAPTADOR DE CA La fuente de alimentación remota IVP "PS one", habitualmente denominada adaptador de red, es inusualmente ligera (180 g) y delgada. Sus dimensiones son 57x88x30 mm. No dispone del transformador reductor habitual a una frecuencia de 50 Hz, ya que se utiliza un convertidor de tensión de alta frecuencia con una eficiencia del 70...78%. La tensión de salida nominal es de 7,5 V (en realidad, 7,7 V, aparentemente para compensar la caída de tensión en la resistencia de los cables del cable de conexión de 1,8 m de longitud). El voltaje cambia solo un 0,3% con una corriente de carga de hasta 2 A y con 2,8 A se activa la protección contra sobrecarga. El rango de ondulación es de 20...60 mV. Tenga en cuenta que los adaptadores de los modelos "PS one" japoneses y americanos no son adecuados para su uso en los países de la CEI, ya que están diseñados para un voltaje de red diferente. El diagrama de circuito del adaptador SCPH-114, fabricado en China bajo licencia de SCEI, se muestra en la Fig. 5. Tenga en cuenta que muchos elementos del circuito (resistencias y condensadores) se componen de varios, conectados en serie o en paralelo. En algunos casos, esto se hace para no exceder los valores de potencia o voltaje permitidos, en otros, para establecer con precisión la resistencia requerida. Las designaciones posicionales de los elementos de cada uno de estos grupos se distinguen por índices de letras que tienen los mismos números de serie. En las referencias a grupos de elementos del texto, normalmente se omiten los índices.
Como no hay interruptor en el adaptador, el adaptador funciona todo el tiempo mientras el enchufe incorporado CN001 está insertado en la toma de corriente y se permite una ausencia prolongada de carga. El circuito de entrada está protegido contra sobrecargas por el fusible F1 y contra interferencias por el filtro LC CX1FL1. Los condensadores CX1 y CY1 reciben designaciones poco convencionales para resaltar su diseño especial. Estos condensadores están diseñados específicamente para suprimir interferencias pulsadas y de alta frecuencia. La resistencia R1 iguala los potenciales de los cables de red y el cable común del IVP, evitando la acumulación de carga estática. El puente de diodos rectificado D1A-D1D y el condensador filtrado C1 suministran tensión a un inversor flyback de un solo extremo en el transistor de efecto de campo Q1 y el transformador T1. La cadena D2R2R3C2 está amortiguando. La tensión del devanado III del transformador, rectificada mediante un conjunto de diodos Schottky CR51, se suministra a la salida del adaptador (conector CN002). El circuito R51C51 suprime las sobretensiones inversas en los diodos. El condensador C52 y el filtro L51C53 suavizan las ondulaciones. El voltaje de salida del adaptador se estabiliza mediante el método de ancho de pulso. Se suministran pulsos de control con una amplitud de 10...11 V y una frecuencia de 60 kHz a la puerta del transistor Q1 desde la salida del controlador PHI IC1. Su ciclo de trabajo depende de la corriente del colector del fototransistor del optoacoplador IC2, conectado al circuito de salida 2 del controlador PHI. La corriente depende de la iluminación creada por el diodo emisor del optoacoplador conectado al circuito de salida del amplificador de señal de error en el transistor Q51. La señal de error es la diferencia entre la parte del voltaje de salida del adaptador tomado del divisor resistivo R53R54 y el voltaje de referencia tomado del diodo Zener ZD51. Esto cierra el ciclo de retroalimentación estabilizadora. El controlador PHI instalado en el adaptador es un análogo del microcircuito NCP1200 de ON Semiconductor. Se fabrica utilizando una tecnología que permite colocar circuitos de voltaje alto y bajo (hasta 450 V) en un chip. Se suministra un voltaje unipolar con una amplitud de 50 V, pulsante con una frecuencia de 300 Hz, al pin 8 de IC1 a través del diodo D1. Dentro del microcircuito (entre los pines 8 y 6) hay una especie de "resistencia de extinción": una fuente de corriente de 50...2 mA conmutada a una frecuencia de aproximadamente 4 kHz en un transistor de efecto de campo. Esta corriente carga el condensador C6 conectado al pin 3 a un voltaje de aproximadamente 11 V, que alimenta los componentes de bajo voltaje del microcircuito. El voltaje se mantiene dentro de límites aceptables cuando la variable de entrada cambia en el rango de 100...380 V. La potencia disipada por la "resistencia" no supera los 0,25 W. El diodo D1 es de bajo voltaje. Durante el funcionamiento normal, el voltaje inverso que se le aplica no supera los 0,7 V: la caída de voltaje en uno de los diodos del puente D1A-D1D. Sin embargo, la conmutación asíncrona de la fuente de corriente interna con la red de suministro a veces conduce a un aumento inaceptable a corto plazo de la tensión en el diodo. Este fenómeno es eliminado por la resistencia R15. La entrada 3 del controlador PHI IC1 recibe una señal del sensor de corriente: la resistencia R8 en el circuito fuente del transistor Q1. Cuando el adaptador funciona sin carga, el controlador PHI cambia a un modo con una tasa de repetición de pulso reducida, lo que facilita el funcionamiento del transistor Q1 y reduce la energía consumida de la red. Cuando ocurre una sobrecorriente, la generación se vuelve intermitente. Se repiten ráfagas cortas de impulsos de control cada 0,7 s. Los transistores Q2 y Q3 están conectados en un circuito similar a un tiristor. Mientras el voltaje en la salida del rectificador auxiliar (devanado II del transformador T1, diodo D4 y capacitor C4) sea menor que el voltaje de estabilización del diodo zener ZD2, ambos transistores están cerrados. Si la tensión de red aumenta entre un 40...50 %, la tensión en el condensador C4 aumenta proporcionalmente y el diodo zener ZD2 se abre. La corriente que fluye a través de la resistencia R10 abre el "tiristor" Q2Q3, que pasa por alto el circuito de salida 2 del controlador PHI IC1, prohibiendo el funcionamiento de este último y del adaptador en su conjunto. En este caso no se puede volver automáticamente al modo de funcionamiento. El enchufe CN001 debe retirarse de la toma y volver a insertarse. El termistor NTC1 es un elemento de seguridad. Cuando el adaptador se sobrecalienta, su resistencia disminuye, lo que debería provocar la apertura del "tiristor" Q2Q3 y el bloqueo del controlador PHI IC1. Pero en la práctica, la protección no funciona, incluso si los terminales del termistor están en cortocircuito. La razón de esto es que el valor de la resistencia R14 es demasiado grande, por lo que debería reducirse a 10 kOhm. Literatura
Autor: S.Ryumik, Chernihiv, Ucrania
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