PS uno: schema elettrico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Oltre all'unità di sistema (console), il pacchetto PS one include un joystick DUAL SHOCK, un alimentatore esterno e un cavo per il collegamento a un televisore. Non esiste un CD demo. Il cavo e i joystick di tutti i modelli "PlayStation" sono unificati. Gli schemi della scheda del processore e dell'adattatore di rete situati nell'unità di sistema sono discussi di seguito. Questi non sono documenti ufficiali del produttore IVP, sono il risultato dell'analisi dei circuiti stampati di diverse copie del set-top box. Le designazioni di posizione della maggior parte degli elementi sono fornite in conformità con i segni sulle tavole. Sfortunatamente, i resistori del chip e i condensatori del chip in ceramica installati sulla scheda del processore non sono contrassegnati. Pertanto, i numeri nelle loro designazioni di riferimento non corrispondono a quelli "marchiati". La potenza nominale dei resistori a chip è determinata dalle loro dimensioni: 1206 - 0,25 W; 0805 - 0,125 W; 0603 e 0402 -0,063 W.

SCHEDA DEL PROCESSORE

Lo schema completo di questo componente principale del set-top box video è suddiviso condizionatamente in diversi. Riso. 1 contiene i nodi del sistema informatico IVP, che si basa su un VLSI 208C 1 CXD103CQ a 8606 pin. Oltre al core del processore RISC a 32 bit compatibile con MIPS R3000A, contiene memoria di programma (4 KB), memoria dati (1 KB), un blocco di registro generico, un acceleratore grafico GTE (Graphic Transfer Engine), direct controller di accesso alla memoria, interrupt, RAM dinamica esterna e cache, tre counter-timer a 16 bit, due porte I/O seriali, decodificatore JPEG. Il processore è sincronizzato dal segnale CLK. Al pin 76 della CPU, viene fornito un segnale RES attraverso il circuito R25C115, impostando il sistema al suo stato iniziale. I resistori a bassa resistenza collegati in serie nei circuiti di alcune uscite VLSI servono ad eliminare il "ringing" sulle cadute di impulsi.

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Con un bus dati CD32-CD0 a 31 bit ad alta velocità e un bus indirizzi CA0-CA9, la CPU è collegata a una RAM dinamica IC106 K4Q153212M-JC60 da 2 MB. In precedenza, questo chip veniva rilasciato con il nome KM432V515.

Maschera a otto bit ROM IC102 M53403IE-47 - personalizzata. Le ultime due cifre (47) del nome sono il numero di versione del "firmware" della ROM. Nella specifica ufficiale dei parametri "PS one", il suo volume è di 512 KB. Tuttavia, il bus di indirizzi a 20 bit AO-A19 consente di accedere al doppio delle celle. I chip ROM installati in diversi modelli "PlayStation" a 32 bit sono intercambiabili. Questa circostanza viene utilizzata durante le riparazioni.

I connettori CN101.1, CN101.2, CN102.1, CN102.2 sono progettati per collegare joystick e schede di memoria all'IVP. Tutti i loro circuiti di ingresso e uscita sono protetti da interferenze e danni dai filtri FB117-FB123, dai diodi zener e dai loro gruppi D101, D103, D104, nonché dai circuiti RC.

Le linee tratteggiate in Fig. 1 mostra il chip IC801 PIC12C508A. Si tratta del cosiddetto "mod-chip", un microcontrollore programmato in modo tale da garantire il lancio di CD di giochi, sia brandizzati (con superficie viola scuro) che non brandizzati (con superficie argentata) prodotti da diverse regioni. Non c'è posto sul circuito stampato per questo microcircuito, può essere collegato tramite fili sospesi. Come IC801 vengono utilizzati microcontrollori di varie serie (PIC, AT90S, Z86), spesso con nomi cancellati e conclusioni "extra" ritagliate. Tuttavia, quelli destinati alle versioni precedenti di "PlayStation" non si adattano a "PS one".

Passiamo alla Fig. 2. Il processore grafico IC208 CXD203CQ a 8561 pin mostrato qui è equivalente in termini di funzionalità agli acceleratori 360D utilizzati nelle schede video per PC IBM. È responsabile del disegno dei poligoni sullo schermo, della rotazione e del ridimensionamento degli sprite, della pittura dei contorni utilizzando l'algoritmo di Gouraud. Ogni secondo, il processore è in grado di elaborare fino a 66 poligoni. La performance complessiva è di 256 milioni di operazioni al secondo. Risoluzione da 256x640 a 512x256 pixel in standard TV PAL o da 240x640 a 480x103 pixel in standard NTSC. Un gran numero di linee collega il processore grafico con la CPU, il chip IC1 (vedi Fig. XNUMX).

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Insieme al controller IC203, funziona la RAM video IC201 K4G163222A-PC70: dinamica sincrona, con una capacità di 16 Mbps. La capacità informativa del chip RAM video, raddoppiata rispetto a quelle installate nei modelli precedenti, ha fatto parlare di grafica migliorata "PS one". Tuttavia, non lo è. Degli 11 ingressi di indirizzo del microcircuito AO-A10, ne vengono utilizzati solo dieci, l'ingresso A8 è collegato a un filo comune. Pertanto, sono attivi solo 8 Mbit di memoria video, come prima.

Se sospetti un malfunzionamento della RAM video (nell'immagine sono visibili punti o linee extra), puoi provare a passare alla metà "di riserva" del chip IC201 scollegando il suo pin 30 dal filo comune e collegandolo a uno dei pin di alimentazione del chip.

Dalle uscite del processore grafico IC203, i segnali video digitali a otto bit dei colori primari vengono inviati agli ingressi di RDO-RD7 (rosso), GD0-GD7 (verde) e BDO-BD7 (blu) dell'IC502 CXA2106R chip, che ha sostituito i due utilizzati nei primi modelli dell'IVP: un DAC video e un convertitore di segnale da RGB a segnale TV PAL o NTSC completo.

A volte il chip BH502AKV è installato come IC7240. Pur essendo identico al CXA2106R in termini di caratteristiche di base e scopo della maggior parte dei pin, richiede alcuni extra, come mostrato nella Figura 2. XNUMX linee tratteggiate. Per loro sono previsti posti sul tabellone.

I circuiti del segnale video indirizzati al connettore di uscita CN502 sono dotati di resistori di terminazione, diodi zener di protezione e filtri di soppressione del rumore. La tensione +4,9 V fornita allo stesso connettore attraverso l'unità di protezione corrente sul gruppo transistor Q505 è destinata ad alimentare il modulatore RF TV. La corrente di carico massima è di 85 mA, la corrente residua dopo l'operazione di protezione non supera i 5 mA.

Si noti che la numerazione dei pin del connettore CN502 è cambiata rispetto ai precedenti modelli "PlayStation", sebbene la loro posizione relativa e lo scopo rimangano gli stessi.

Generatore di clock programmabile IC204 CY2081SL-509 - custom. I rapporti tra i valori di frequenza dei suoi segnali di uscita e il risonatore al quarzo X201 determinano le costanti registrate dal produttore del microcircuito nella sua ROM interna "una tantum". L'indice 509 nella designazione del generatore è il numero d'ordine in base al quale è programmato. Le frequenze del segnale sono mostrate in fig. 2.

Parte dello schema del prefisso "PS one" mostrato in fig. 3 include sistemi di elaborazione dati audio e di controllo e un'interfaccia CD-ROM. Rispetto ai modelli precedenti, il sistema di elaborazione dei dati digitali "PS one" è stato notevolmente semplificato, con solo due chip rimasti: il controller IC304 SC430943PB e la RAM audio dinamica a 16 bit IC310 M11B416256A-35J con una capacità di 512 KB. Tuttavia, le funzioni svolte non sono diminuite. Il cofanetto è facile da aprire: un decoder dati CD, una RAM statica buffer da 256 Kb, un decompressore dati MPEG-1, un processore audio e un DAC sono inclusi nel VLSI IC208 CXD732Q a 2938 pin, formalmente correlato al CD-ROM sistema di interfaccia. VLSI opera sotto il controllo della CPU IC103, con la quale è collegato da molte linee.

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Il segnale audio stereo formato da VLSI IC732 viene inviato all'amplificatore a due canali IC405 NJM2174 e dalle sue uscite attraverso i filtri ai pin corrispondenti del connettore CN502. L'amplificatore funziona solo con una certa combinazione di livelli logici sui suoi ingressi di controllo (pin 4 è alto, pin 5 è basso). Questa proprietà viene utilizzata per impedire la riproduzione di segnali distorti e interferenze durante l'installazione dei nodi IVP nello stato iniziale e l'avvio dei programmi.

A volte l'amplificatore NJM2174 viene sostituito con analoghi funzionali con chiavi elettroniche aggiuntive per bloccare le uscite.Non ci sono tali chiavi nell'NJM2174, le loro conclusioni (2 e 13) non vengono utilizzate, tuttavia, i conduttori stampati che vanno a loro (mostrati da tratteggiata linee) sono sempre sul tabellone.

Il lettore CD-ROM KSM-701BAM è collegato ai connettori CN702 e CN440, elettricamente compatibili con quello utilizzato nei precedenti modelli "PlayStation" ([2], Fig. 22), ma con un cavo di collegamento di diversa lunghezza e configurazione. Il laser a semiconduttore della testina dell'unità ottica è incluso nel circuito del collettore del transistor Q701 2SB1132. La corrente laser è regolata da un resistore di trimming situato nell'azionamento. Indirettamente, questa corrente può essere stimata dalla caduta di tensione attraverso i resistori R52, R53 (0,66 ... 0,88 V corrispondono a 60 ... 80 mA).

I segnali dei fotorivelatori della testina ottica vengono inviati agli ingressi del microcircuito IC723 CXA2575N, che svolge le funzioni della loro amplificazione, correzione della frequenza e pre-elaborazione. L'ulteriore elaborazione avviene già all'interno del VLSI IC732. Genera inoltre segnali di controllo per i motori elettrici e gli elettromagneti dell'unità CD-ROM, che vengono inviati ai nodi corrispondenti attraverso gli amplificatori di potenza del chip IC722 BA5977FP. Le sue controparti sono BA5947FR AN8732SB. I chip BA6392FP, BA6397FR, BA6398FP installati nei primi modelli "PlayStation" differiscono dal BA5977FP nell'assegnazione dei pin.

Il pulsante SB301 è collegato meccanicamente alla serratura del vano in cui è installato il disco del gioco. Quando è aperto, i contatti sono aperti.

L'unità di sistema "PS one" è alimentata da una tensione costante di 7,5 V da un alimentatore CA esterno, un adattatore di rete, il cui circuito verrà discusso nella sezione successiva. Sulla scheda del processore, tutte le altre tensioni necessarie per il funzionamento dei suoi nodi sono ottenute da questa tensione. Lo schema elettrico dei circuiti di potenza della scheda processore è mostrato in fig. 4.

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La tensione di 7,5 V viene fornita dal connettore J001 attraverso la cartuccia fusibile PS600, il filtro FB001 e l'interruttore a pulsante S001. Il diodo Zener D1001 protegge la scheda del processore dall'applicazione accidentale di una tensione eccessiva o errata al connettore 004. La corrente molto elevata che scorre in questi casi attraverso il diodo zener aperto porta alla bruciatura del fusibile PS600 o alla protezione della scheda di rete.

Attraverso i fusibili PS004, PS601-PS603, la tensione di alimentazione in ingresso viene distribuita tra diversi gruppi di utenze. Le tensioni nei circuiti U1, U2 (3,6 V) e U3, U4 (5 V) sono stabilizzate da regolatori integrati lineari, rispettivamente IC602 LP2985AIM5-3.5 e IC601 MC78M05CDT, e la tensione di uscita del secondo (5 V) funge da l'input per il primo.

Una tensione di 5 V viene fornita ai circuiti U6 e U7,5 senza ulteriore stabilizzazione. La tensione di 3,5 V nel circuito U7-U9 proviene da un regolatore di commutazione, i cui elementi principali sono il transistor chiave Q602 VCX52, il diodo di smorzamento D601, l'induttore di accumulo L603 e il controller di larghezza di impulso (SHI) IC607 TL594CPW . È simile al noto TL494 (KR1114EU4), una breve descrizione e principio di funzionamento del quale può essere trovato, ad esempio, in [3].

A volte, invece di IC607, un chip IC606 TL594CD è installato in un punto appositamente previsto sulla scheda, che differisce solo per il design del case. Il resistore R16 funge da sensore di corrente di carico per lo stabilizzatore.

Tutti i circuiti di potenza sono dotati di filtri LC che attenuano l'ossido e bloccano i condensatori ceramici. In totale, più di un centinaio di questi condensatori sono distribuiti abbastanza uniformemente sulla superficie del circuito stampato.

Il LED D003 funge da indicatore dell'inclusione dell'IVP. Si accende quando c'è una tensione di 7,5 V dopo il fusibile PS603 e 3,5 V all'uscita del regolatore di commutazione.

Una delle differenze tra "PS one" e i modelli precedenti è la mancanza di uno speciale pulsante RESET per ripristinare il sistema allo stato originale. Il segnale di impostazione iniziale RES viene generato automaticamente ogni volta che il set-top box viene acceso dall'interruttore S001 o dopo un breve abbassamento di emergenza e ripristino al valore nominale della tensione di alimentazione di 7,5 V.

Dopo l'accensione, il singolo vibratore IC003 genera un impulso di basso livello al pin 1, la cui durata (0,2 ... 0,3 s) dipende dal valore del condensatore C4. Il gruppo transistor amplificatore Q004 porta al livello richiesto di potenza dell'impulso, | che, attraverso il filtro FB601C18, entra negli ingressi dell'installazione iniziale dei microcircuiti della scheda processore.

Quando la tensione di alimentazione in ingresso scende al di sotto di 6 V, il diodo zener D002 si chiude e il transistor Q002 si apre, deviando il circuito R3C3. Il singolo vibratore IC003 percepisce una brusca diminuzione di tensione al suo pin 2 come mancanza di alimentazione e, dopo aver ripristinato la tensione nominale nel circuito a 7,5 V e aver chiuso il transistor Q002, genera un impulso di impostazione iniziale.

In alcuni casi della scheda del processore, il condizionatore di segnale RES è il chip Q002, per il quale c'è un posto. In questo caso, il chip IC003 e alcuni altri elementi correlati non sono installati.

ADATTATORE PER CORRENTE ALTERNATA

L'alimentatore remoto dell'IVP "PS one", comunemente indicato come adattatore di rete, è insolitamente leggero (180 g) e sottile. Le sue dimensioni sono 57x88x30 mm. Non ha il solito trasformatore step-down per una frequenza di 50 Hz, poiché viene utilizzato un convertitore di tensione ad alta frequenza con un'efficienza del 70 ... 78%. Tensione di uscita nominale - 7,5 V (in effetti - 7,7 V, ovviamente, per compensare la caduta di tensione sulla resistenza dei fili del cavo di collegamento lungo 1,8 m). La tensione cambia solo dello 0,3% con una corrente di carico fino a 2 A e con 2,8 A viene attivata la protezione da sovraccarico. La gamma di ondulazioni è 20 ... 60 mV. Si prega di notare che gli adattatori dei modelli giapponesi e americani "PS one" non sono adatti per l'uso nei paesi della CSI, poiché sono progettati per una tensione di rete diversa.

Lo schema schematico dell'adattatore SCPH-114, prodotto in Cina su licenza di SCEI, è mostrato in fig. 5. Si noti che molti elementi del circuito (resistori e condensatori) sono costituiti da più elementi collegati in serie o in parallelo. In alcuni casi, ciò viene fatto per non superare i valori di potenza o tensione consentiti, in altri per impostare con precisione la resistenza richiesta. Le designazioni posizionali degli elementi in ciascuno di questi gruppi sono contraddistinte da indici di lettere, aventi gli stessi numeri di serie. Nei riferimenti a gruppi di elementi per testo, gli indici sono solitamente omessi.

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Non essendo presente alcun interruttore nell'adattatore, quest'ultimo funziona sempre mentre la spina incorporata CN001 è inserita nella presa di rete, ed è consentita un'assenza prolungata di carico. Il circuito di ingresso è protetto contro il sovraccarico da un fusibile F1 e contro le interferenze da un filtro LC CX1FL1. Ai condensatori CX1 e CY1 vengono assegnate designazioni di riferimento non convenzionali per enfatizzare il loro design speciale. Tali condensatori sono appositamente progettati per sopprimere gli impulsi e le interferenze ad alta frequenza. Il resistore R1 equalizza i potenziali dei fili di rete e del filo comune dell'IVP, prevenendo l'accumulo di carica statica.

Un ponte a diodi rettificati D1A-D1D e un condensatore livellato C1 forniscono tensione a un inverter flyback a ciclo singolo basato su un transistor ad effetto di campo Q1 e un trasformatore T1. Catena D2R2R3C2 - smorzamento. La tensione dall'avvolgimento III del trasformatore, rettificata da un gruppo di diodi Schottky CR51, viene alimentata all'uscita dell'adattatore (connettore CN002). Il circuito R51C51 sopprime i picchi di tensione inversa del diodo. Il condensatore C52 e il filtro L51C53 appianano le increspature.

La tensione di uscita dell'adattatore è stabilizzata con il metodo della larghezza di impulso. Gli impulsi di controllo con un'ampiezza di 10 ... 11 V e una frequenza di 60 kHz vengono inviati al gate del transistor Q1 dall'uscita del controller SHI IC1. Il loro ciclo di lavoro dipende dalla corrente di collettore del fototransistor dell'optoaccoppiatore IC2, incluso nel circuito del pin 2 del controller SHI. La corrente dipende dall'illuminazione creata dal diodo emettitore dell'optoaccoppiatore incluso nel circuito di uscita dell'amplificatore del segnale di errore sul transistor Q51. Il segnale di errore è la differenza tra la parte della tensione di uscita dell'adattatore, prelevata dal partitore resistivo R53R54, e quella esemplare, prelevata dal diodo zener ZD51. Questo chiude il ciclo di feedback stabilizzante.

Il controller SHI installato nell'adattatore è un analogo del chip NCP1200 di ON Semiconductor. È prodotto utilizzando una tecnologia che consente di posizionare circuiti a bassa e alta tensione (fino a 450 V) su un chip. Una tensione unipolare pulsante di 50 Hz con un'ampiezza di 300 V viene applicata al pin 8 di IC1 attraverso il diodo D1. All'interno del microcircuito (tra i pin 8 e 6) è presente una sorta di "resistore di spegnimento" - una sorgente di corrente di 50 ... 2 mA commutata a una frequenza di circa 4 kHz su un transistor ad effetto di campo. Questa corrente carica il condensatore C6 collegato al terminale 3 ad una tensione di circa 11V, che alimenta i componenti a bassa tensione del microcircuito. La tensione viene mantenuta entro limiti accettabili quando la variabile di ingresso cambia nell'intervallo 100 ... 380 V. La potenza dissipata dal "resistore" non supera 0,25 W.

Diodo D1 - bassa tensione. Durante il normale funzionamento, la tensione inversa applicata ad esso non supera 0,7 V - la caduta di tensione su uno dei diodi del ponte D1A-D1D. Tuttavia, la commutazione asincrona della sorgente di corrente interna con la rete di alimentazione a volte porta a un aumento inaccettabile a breve termine della tensione ai capi del diodo. Questo fenomeno elimina il resistore R15.

L'ingresso 3 del controller SHI IC1 riceve un segnale del sensore di corrente - resistore R8 nel circuito sorgente del transistor Q1. Quando l'adattatore funziona senza carico, il controller SHI passa a una modalità con una frequenza di ripetizione dell'impulso ridotta, facilitando il funzionamento del transistor Q1 e riducendo la potenza consumata dalla rete. Quando la corrente è sovraccarica, la generazione diventa discontinua. Brevi raffiche di impulsi di controllo vengono ripetute ogni 0,7 s.

I transistor Q2 e Q3 sono collegati in un circuito analogico a tiristori. Finché la tensione all'uscita del raddrizzatore ausiliario (avvolgimento II del trasformatore T1, diodo D4 e condensatore C4) è inferiore alla tensione di stabilizzazione del diodo zener ZD2, entrambi i transistor sono chiusi. In caso di aumento della tensione di rete del 40 ... 50%, la tensione ai capi del condensatore C4 aumenta proporzionalmente e il diodo zener ZD2 si apre. La corrente che scorre attraverso il resistore R10 apre il "tiristore" Q2Q3, che devia il circuito del pin 2 del controller SHI IC1, vietando il funzionamento di quest'ultimo e dell'adattatore nel suo insieme. In questo caso non è previsto un ritorno automatico alla modalità operativa. La spina CN001 deve essere rimossa dalla presa e reinserita.

Il termistore NTC1 è un elemento di sicurezza. Quando l'adattatore si surriscalda, la sua resistenza diminuisce, il che dovrebbe portare all'apertura del "tiristore" Q2Q3 e al blocco del controller SHI IC1. Ma in pratica la protezione non funziona, anche se i terminali del termistore sono chiusi. Ciò è dovuto al valore troppo elevato del resistore R14, che dovrebbe essere ridotto a 10 kOhm.

Letteratura

1. Ryumik S. "PlayStation": Storia dello sviluppo. - Radio, 2002, n. 11, pag. 21-23.
2. Ryumik S. "Sony PlayStation" o caratteristiche dei circuiti del set-top box video a 32 bit. - Radio, 1999, n. 7, pag. 26-28.
3. Aleksandroa R. Circuiteria di alimentatori per personal computer. - Radio, 2002, n. 6, pag. 22-24.

Autore: S.Ryumik, Chernihiv, Ucraina

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