В комплект поставки "PS one", крім системного блоку (консолі), входять джойстик DUAL SHOCK, виносний мережевий адаптер і кабель для підключення до телевізору. Демонстраційний CD відсутня. Кабель та джойстики всіх моделей "PlayStation" уніфіковані. Схеми знаходиться в системному блоці процесорної плати і мережевого адаптера розглянуті нижче. Це не офіційні документи виробника ІВП, вони - результат аналізу друкованих плат декількох примірників приставки. Позиційні позначення більшості елементів подані у відповідності з маркуванням на платах. До жаль, встановлені на процесорній платі чіп-резистори і керамічні чіп-конденсатори не марковані. Тому кімнати в їх позиційних позначеннях "фірмовим" не відповідають. Номінальна потужність чіп-резисторів визначена за їх типорозмірами: 1206 - 0,25 Вт; 0805 - 0,125 Вт; 0603 і 0402 -0,063 Вт.
ПРОЦЕСОРНА ПЛАТА
Повна схема цієї головної складової частини відеоприставки умовно розбита на кілька. Рис. 1 містить вузли обчислювальної системи ІВП, в основі якої 208-вивідна НВІС 1С 103 CXD8606CQ. Крім 32-розрядного процесорного RISC-ядра, сумісний з R3000A фірми MIPS, вона містить пам'ять програм (4 Кбайт), пам'ять даних (1 Кбайт), блок регістрів загального призначення, графічний прискорювач GTE (Graphic Transfer Engine), контролери прямого доступу до пам'яті, переривань, зовнішнього динамічного ОЗП і кеш-пам'яті, три 16-розрядних лічильника-таймера, два послідовні порти вводу-виводу, JPEG-декодер. Процесор тактирован сигналом CLK. На висновок 76 ЦП через ланцюг R25C115 надходить сигнал RES, встановлює систему в початковий стан. Включені послідовно в ланцюзі деяких висновків НВІС низькоомні резистори служать для усунення "дзвону" на перепадах імпульсів.
(натисніть для збільшення)
Високошвидкісний 32-розрядною шиною даних CD0-CD31 і шиною адреси CA0-СА9 ЦП пов'язаний з динамічним ОЗУ IC106 K4Q153212M-JC60 об'ємом 2 Мбайт. Раніше цю мікросхему випускали під назвою KM432V515.
Восьмиразрядное маскове ПЗУ IC102 M53403IE-47 - замовлене. Останні дві цифри (47) назви - номер версії "прошивки" ПЗУ. В офіційній специфікації параметрів "PS one" фігурує його обсяг 512 Кбайт. Однак 20-розрядна шина адреси АТ-А19 дозволяє звертатися до удвічі більшій кількості клітинок. Мікросхеми ПЗУ, встановлені в різних 32-розрядних моделях "PlayStation", взаємозамінні. Цим обставиною користуються при ремонті.
Роз'єми CN101.1, CN101.2, CN102.1, CN102.2 призначені для підключення до ІВП джойстиків і карт пам'яті. Всі їх вхідні і вихідні ланцюги захищені від перешкод і пошкоджень фільтрами FB117-FB123, стабілітронами і їх збірками D101, D103, D104, а також RC-ланцюгами.
Штриховими лініями на рис. 1 зображена мікросхема IC801 PIC12C508A. Це так званий "mod-chip" - мікроконтролер, запрограмований таким чином, що забезпечує запуск ігрових CD як фірмового (з темно-фіолетовою поверхнею), так і нефирменного (з сріблястою поверхнею) виробництва різної регіональної приналежності. Місце на друкованій платі цій мікросхемі не передбачено, вона буває підключена навісними проводами. Як IC801 застосовують мікроконтролери самих різних серій (PIC, AT90S, Z86), часто зі стертими назвами і обрізаними "зайвими" висновками. Однак ті, що призначені для колишніх варіантів "PlayStation", до "PS one" не підходять.
Переходимо до рис. 2. Показаний тут 208-выводный графічний процесор IC203 CXD8561CQ по функціональним можливостям еквівалентний ЗD-прискорювачів, застосовуються у відеокартах IBM PC. Він відповідає за малювання на екрані полігонів, обертання і масштабування спрайтів, зафарбовування контурів за алгоритмом Гуро. Кожну секунду процесор здатний обробити до 360 тисяч полігонів. Загальна швидкодія - 66 млн операцій за секунду. Роздільна здатність від 256x256 до 640x512 пікселів в телевізійному стандарті PAL або від 256x240 до 640x480 пікселів в стандарті NTSC. Велике число ліній пов'язує графічний процесор з ЦП - мікросхемою IC103 (див. рис. 1).
(натисніть для збільшення)
Разом з контролером IC203 працює відео-ОЗП IC201 K4G163222A-PC70 - синхронне динамічне, місткістю 16 Мбіт. Збільшена в два рази в порівнянні з встановленими в попередніх моделях інформаційна ємність мікросхеми відео-ОЗП дала привід говорити про покращену графіку "PS one". Однак це не так. З 11 адресних входів АТ - А10 мікросхеми використані лише десять, вхід А8 з'єднаний із загальним проводом. Тому активні, як і раніше, лише 8 Мбіт відеопам'яті.
При підозрі на несправність відео-ОЗП (на зображенні видно зайві точки або лінії) можна спробувати перейти на "запасну" половину мікросхеми IC201, відключивши її висновок 30 від загального проводу і з'єднавши його з одним з висновків харчування мікросхеми.
З виходів графічного процесора IC203 цифрові восьмиразрядные відеосигнали основних кольорів надходять на входи RDO-RD7 (червоний), GD0 - GD7 (зелений) і BDO-BD7 (синій) мікросхеми IC502 CXA2106R, яка замінила дві, що застосовувалися в ранніх моделях ІВП: видеоЦАП і перетворювач сигналів RGB в повний телевізійний сигнал стандартів PAL або NTSC.
Іноді в якості IC502 встановлена мікросхема BH7240AKV. Співпадаючи з CXA2106R за основними характеристиками та призначенням більшості висновків, вона вимагає додаткових елементів, показаних на рис. 2 штриховими лініями. Місця на платі для них передбачені.
Виведені на вихідний роз'єм CN502 ланцюга відеосигналів забезпечені погоджують резисторами, захисними стабілітронами і помехоподавляющими фільтрами. Напруга +4,9, що надходить на той же роз'єм через вузол струмового захисту на транзисторній складання Q505, призначене для харчування телевізійного ВЧ модулятора. Максимальний струм навантаження - 85 мА, залишковий струм після спрацьовування захисту не перевищує 5 мА.
Зверніть увагу, змінилася в порівнянні з колишніми моделями "PlayStation" нумерація контактів роз'єму CN502, хоча їх взаємне розташування і призначення залишилися колишніми.
Програмований генератор тактових сигналів IC204 CY2081SL-509 - заказний. Співвідношення між значеннями частоти його вихідних сигналів і кварцового резонатора Х201 визначають константи, записані заводом-виробником мікросхеми в її "одноразове" внутрішнє ПЗУ. Індекс 509 в позначенні генератора - номер замовлення, згідно з яким він запрограмований. Частоти сигналів наведені на рис. 2.
Частина схеми приставки "PS one", зображена на рис. 3, включає системи обробки аудіо - і керуючих даних та інтерфейс CD-ROM. Порівняно з колишніми моделями, система обробки цифрових даних "PS one" значно спрощено, в ній залишилися тільки дві мікросхеми - контролер IC304 SC430943PB і 16-розрядне динамічне аудиоОЗУ IC310 M11B416256A-35J ємністю 512 Кбайт. Однак виконуваних функцій менше не стало. Скринька відкривається просто - декодер даних CD, буферне статичне ОЗП ємністю 256 Кбіт, розпакувальник даних MPEG-1, звукові процесор і ЦАП увійшли до складу 208-вивідний НВІС IC732 CXD2938Q, формально відноситься до системи інтерфейсу CD-ROM. НВІС працює під управлінням ЦП IC103, з яким пов'язана безліччю ліній.
(натисніть для збільшення)
Сформований НВІС IC732 стереосигнал звуку надходить на двоканальний підсилювач IC405 NJM2174, а з його виходів через фільтри - на відповідні контакти роз'єму CN502. Підсилювач працює тільки при певній комбінації логічних рівнів його на керуючих входах (висновок 4 - високий, висновок 5 - низький). Це властивість використано для запобігання відтворення перекручених сигналів і перешкод під час встановлення вузлів ІВП в початковий стан і пуску програм.
Іноді підсилювач NJM2174 замінюють функціональними аналогами з додатковими електронними ключами для блокування виходів.У NJM2174 таких ключів немає, їх висновки (2 і 13) не задіяні, однвко йдуть до них друковані провідники (показані штриховими лініями) на платі є завжди.
До роз'ємів CN701 і CN702 підключають привід CD-ROM KSM-440BAM, електрично сумісний з використовувались у попередніх моделях "PlayStation" ([2], рис. 22), але зі сполучним шлейфом іншої довжини та конфігурації. Напівпровідниковий лазер оптичної головки приводу включений в колекторних ланцюг транзистора Q701 2SB1132. Струм лазера регулюють підлаштування резистором, що знаходиться в приводі. Побічно цей струм можна оцінити за падіння напруги на резисторах R52, R53 (0,66...0,88 В відповідають 60...80 мА).
Сигнали фотоприймачів оптичної головки надходять на входи мікросхеми IC723 CXA2575N, що виконує функції їх посилення, частотної корекції та попередньої обробки. Подальша обробка відбувається вже всередині НВІС IC732. Вона ж формує сигнали керування електродвигунами і електромагнітами приводу CD-ROM, що надходять на відповідні вузли через підсилювачі потужності мікросхеми IC722 BA5977FP. Її аналоги - BA5947FR AN8732SB. Встановлені у ранніх моделях "PlayStation" мікросхеми BA6392FP, BA6397FR, BA6398FP відрізняються від BA5977FP призначення висновків.
Кнопка SB301 механічно пов'язана з замком відсіку, в який встановлюють ігровий диск. Коли він відкритий, контакти розімкнуті.
Системний блок "PS one" живлять постійною напругою 7,5 від виносного мережевого блоку живлення - мережевого адаптера, схема якого буде розглянута у наступному розділі. На процесорній платі з цієї напруги отримують всі інші, необхідні для роботи її вузлів. Схема ланцюгів живлення процесорної плати наведена на рис. 4.
(натисніть для збільшення)
Напруга 7,5 надходить з роз'єму J001 через плавкі вставки PS600, фільтр FB001 і кнопковий вимикач S001. Від випадкової подачі на роз'єм 1001 занадто великого або неправильної полярності напруги процесорну плату захищає стабілітрон D004. Протікає в цих випадках через відкрився стабілітрон дуже великий струм призводить до перегоряння плавкої вставки PS600 або спрацьовування захисту мережевого адаптера.
Через плавкі вставки PS004, PS601-PS603 вхідна напруга живлення розподіляють між декількома групами споживачів. Напруги в ланцюгах U1, U2 (3,6) і U3, U4 (5) стабілізоване лінійними інтегральними стабілізаторами відповідно IC602 LP2985AIM5-3.5 і IC601 MC78M05CDT, причому вихідна напруга другого (5) є вхідним для першого.
У ланцюзі U5 і U6 подають напругу 7,5 без додаткової стабілізації. Напруга 3,5 в ланцюзі U7-U9 надходить від імпульсного стабілізатора, основні елементи якого - ключовий транзистор Q602 ВСХ52, демпфуючий діод D601, накопичувальний дросель L603 і широтно-імпульсний (ШИ) контролер IC607 TL594CPW. Він аналогічний відомому TL494 (КР1114ЕУ4), короткий опис і принцип дії якого можна знайти, наприклад, в [3].
Іноді замість IC607 на спеціально передбачених на платі місце встановлюють мікросхему IC606 TL594CD, відрізняється тільки конструкцією корпусу. Резистор R16 служить датчиком струму навантаження стабілізатора.
У всіх ланцюгах живлення передбачені LC-фільтри, що згладжують оксидні і блокувальні керамічні конденсатори. Всього по поверхні друкованої плати досить рівномірно розподілено більше сотні таких конденсаторів.
Світлодіод D003 служить індикатором включення ІВП. Він світиться при наявності напруг 7,5 після плавкої вставки PS603 і 3,5 на виході імпульсного стабілізатора.
Одне з відмінностей "PS one" від попередніх моделей - відсутність спеціальної кнопки RESET для установки системи в початковий стан. Сигнал початкової установки RES формується автоматично при кожному включенні приставки вимикачем S001 або після аварійного короткочасного зниження і відновлення до номінального значення напруги 7,5 Ст.
Після включення живлення одновібратор IC003 формує на виводі 1 імпульс низького рівня, тривалість якого (0,2...0,3 с) залежить від номіналу конденсатора С4. Підсилювач на транзисторах складання Q004 доводить до необ-I ходимого рівня потужність імпульсу, | який через фільтр FB601C18 надходить на входи початкової установки мік-i росхем процесорної плати.
При зменшенні вхідної напруги нижче 6 закривається стабілітрон D002, а транзистор Q002 відкривається, шунтіруя ланцюг R3C3. Одновібратор IC003 сприймає різке зниження напруги на своєму виводі 2 як вимикання живлення, а після відновлення в ланцюзі 7,5 До номінального напруги і закривання транзистора Q002 генерує імпульс початкової установки.
У деяких примірниках процесорної плати формувачем сигналу служить RES мікросхема Q002, для якої передбачено місце. У цьому випадку мікросхему IC003 і деякі інші пов'язані з нею елементи не встановлюють.
МЕРЕЖЕВИЙ АДАПТЕР
Виносний блок живлення ІВП "PS one", який зазвичай називають мережевим адаптером, незвично легкий (180 г) і тонкий. Його розміри 57x88x30 мм. В ньому немає звичного понижувального трансформатора на частоту 50 Гц, так як застосований високочастотний перетворювач напруги з ККД 70...78%. Номінальна вихідна напруга - 7,5 ( Фактично - 7,7, очевидно, для компенсації падіння напруги на опір проводів з'єднувального шнура завдовжки 1,8 м). Напруга змінюється всього на 0,3% при струмі навантаження до 2 А, а при 2,8 А спрацьовує захист від перевантаження. Розмах пульсацій - 20...60 мВ. Врахуйте, що адаптери японських та американських моделей "PS one" не підходять для використання в країнах СНД, так як розраховані на інше мережеве напруга.
Схема адаптера SCPH-114, виготовленого в Китаї за ліцензією фірми SCEI, наведена на рис. 5. Зверніть увагу, багато елементів схеми (резистори і конденсатори) складені з кількох, з'єднаних послідовно або паралельно. В одних випадках це зроблено, щоб не перевищувати допустимі значення потужності або напруги, в інших - для точної установки необхідного опору. Позиційні позначення елементів у кожній з таких груп розрізняються буквеними індексами, маючи однакові порядкові номери. У посиланнях на групи елементів за текстом індекси, як правило, опущені.
(натисніть для збільшення)
Так як вимикач в адаптері відсутня, останній працює весь час, поки вбудована вилка CN001 вставлена в розетку, причому допускається тривала відсутність навантаження. Вхідна ланцюг захищена від перевантаження плавкою вставкою F1 і від перешкод LC-фільтром CX1FL1. Нетрадиційні позиційні позначення дані конденсаторів СХ1 і CY1, щоб підкреслити їхню особливу конструкцію. Такі конденсатори спеціально призначені для придушення імпульсних і високочастотних перешкод. Резистор R1 вирівнює потенціали проводів мережі загального проводу ІВП, запобігаючи накопичення статичного заряду.
Випрямленою діодним мостом D1A-D1D і згладженим конденсатором С1 напругою живлять однотактний обратноходовый інвертор на польовому транзисторі Q1 і трансформаторі Т1. Ланцюг D2R2R3C2 -демпфуюча. Напруга з обмотки III трансформатора, випрямлена складанням діодів Шотткі CR51, надходить на вихід адаптера (роз'єм CN002). Ланцюг R51C51 пригнічує викиди зворотної напруги на діодах. Конденсатор С52 і фільтр L51C53 згладжують пульсації.
Вихідна напруга адаптера стабілізоване широтно-імпульсним методом. Керуючі імпульси амплітудою 10... 11 В і частотою 60 кГц надходять на затвор транзистора Q1 з виходу ШИ-контролера IC1. Їх шпаруватість залежить від колекторного струму фототранзистора оптрона IC2, включеного в ланцюг виведення 2 ШИ-контролера. Струм залежить від освітленості, створюваної випромінюючим діодом оптрона, включеним у вихідну ланцюг підсилювача сигналу помилки на транзисторі Q51. Сигналом помилки служить різниця частини вихідної напруги адаптера, що знімається з резистивного дільника R53R54, і зразкового, що знімається з стабілітрона ZD51. Таким чином замикається ланцюг стабілізуючої зворотного зв'язку.
Встановлений в адаптері ШИ-контролер - аналог мікросхеми NCP1200 фірми "ON Semiconductor". Він виготовлений за технологією, що дозволяє розмістити на одному кристалі ланцюга як низького, так і високого (до 450 В) напруги. Пульсуюче з частотою 50 Гц однополярної напруга амплітудою 300 надходить на висновок 8 IC1 через діод D1. Всередині мікросхеми (між висновками 8 і 6) є своєрідний "гасить резистор" - комутований з частотою приблизно 50 кГц джерело струму 2.. .4 мА на польовому транзисторі. Цей струм заряджає підключений до висновку 6 конденсатор C3 до напруги приблизно 11В, яким і харчуються низьковольтні вузли мікросхеми. Напруга утримується в допустимих межах при зміні вхідної змінної в інтервалі 100...380 Ст. Розсіюється "резистором" потужність не перевищує 0,25 Вт.
Діод D1 - низьковольтний. При нормальній роботі прикладена до нього зворотне напруга не перевищує 0,7 В - падіння напруги на одному з діодів мосту D1A-D1D. Однак несинхронність комутації внутрішнього джерела струму з живильної мережею іноді призводить до короткочасного неприпустимого збільшення напруги на діоді. Це явище усуває резистор R15.
На вхід 3 ШИ-контролера IC1 надходить сигнал датчика струму резистора R8 ланцюга витоку транзистора Q1. При роботі адаптера без навантаження ШИ-контролер переходить у режим зі зменшеною частотою повторення імпульсів, полегшуючи режим транзистора Q1 і зменшуючи споживану від мережі потужність. При перевантаженні по струму генерація стає переривчастою. Короткі пачки керуючих імпульсів повторюються кожні 0,7 с.
Транзистори Q2 і Q3 з'єднані за схемою аналога тиристора. Поки напруга на вихід допоміжного випрямляча (обмотка II трансформатора Т1, діод D4 і конденсатор С4) менше напруги стабілізації стабілітрона ZD2, обидва транзистора закриті. У разі підвищення напруги на 40...50 % пропорційно збільшується напруга на конденсаторі С4 і стабілітрон ZD2 відкривається. Струм, поточний через резистор R10, відкриває "тиристор" Q2Q3, який шунтує ланцюг виведення 2 ШИ-контролера IC1, забороняючи роботу останнього і адаптера в цілому. Автоматичного повернення в робочий режим в даному випадку немає. Вилку CN001 необхідно вийняти з розетки і знову в неї вставити.
Терморезистор NTC1 - елемент безпеки. При перегріві адаптера його опір зменшується, що повинно привести до відкривання "тиристора" Q2Q3 і блокування ШИ-контролера IC1. Але на практиці захист не спрацьовує, навіть якщо замкнути висновки терморезистора. Виною тому занадто великий номінал резистора R14, який слід було б зменшити до 10 кОм.
Література
Автор: С. Рюмик, р. Чернігів, Україна