PS one：回路図。スキーム、説明

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PS XNUMX: 回路図。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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PS one パッケージには、システムユニット (コンソール) に加えて、DUAL SHOCK ジョイスティック、外部電源アダプター、テレビに接続するためのケーブルが含まれています。デモCDはありません。「PlayStation」全モデルのケーブルとジョイスティックを統一。システムユニットにあるプロセッサボードとネットワークアダプタの仕組みについては以下で説明します。これらは IVP メーカーの公式文書ではなく、セットトップボックスのいくつかのコピーのプリント基板の分析の結果です。ほとんどの要素の位置指定は、ボード上のマークに従って与えられます。残念ながら、プロセッサボードに取り付けられているチップ抵抗とセラミックチップコンデンサにはマークがありません。したがって、参照指定の番号は「ブランド」の番号に対応しません。チップ抵抗器の公称電力は、そのサイズによって決まります: 1206 - 0,25 W; 0805 - 0,125W; 0603と0402は-0,063W。

プロセッサーボード

ビデオセットトップボックスのこの主要コンポーネントの完全なスキームは、条件付きでいくつかに分割されます。米。図 1 には、208 ピン VLSI 1C 103 CXD8606CQ に基づく IVP コンピューティングシステムのノードが含まれています。 MIPS R32Aと互換性のある3000ビットRISCプロセッサコアに加え、プログラムメモリ（4KB）、データメモリ（1KB）、汎用レジスタブロック、GTE（Graphic Transfer Engine）グラフィックアクセラレータ、ダイレクトメモリアクセスコントローラ、割り込み、外部ダイナミック RAM およびキャッシュ、16 つの 76 ビットカウンタタイマー、25 つのシリアル I/O ポート、JPEG デコーダ。プロセッサは CLK 信号によってクロック制御されます。 CPU の 115 ピンには、RXNUMXCXNUMX 回路を介して RES 信号が供給され、システムが初期状態に設定されます。一部の VLSI 出力の回路内で直列に接続された低抵抗の抵抗は、パルス降下時の「リンギング」を除去する役割を果たします。

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高速 32 ビット CD0 ～ CD31 データバスと CA0 ～ CA9 アドレスバスを備えた CPU は、106 MB ダイナミック RAM IC4 K153212Q60M-JC2 に接続されています。以前は、このチップは KM432V515 という名前でリリースされていました。

102ビットマスクROM IC53403 M47IE-47 - カスタム。名前の最後の 512 桁 (20) は、ROM の「ファームウェア」のバージョン番号です。「PS one」パラメータの公式仕様では、その容量は19 KBです。ただし、32 ビット AO-AXNUMX アドレスバスでは XNUMX 倍の数のセルにアクセスできます。さまざまな XNUMX ビット「PlayStation」モデルに搭載されている ROM チップは互換性があります。この状況は修理中に使用されます。

コネクタ CN101.1、CN101.2、CN102.1、CN102.2 は、ジョイスティックとメモリカードを IVP に接続するように設計されています。すべての入出力回路は、FB117 ～ FB123 フィルター、ツェナーダイオード、およびそれらのアセンブリ D101、D103、D104、および RC 回路によって干渉や損傷から保護されています。

図の破線。図 1 は、IC801 PIC12C508A チップを示しています。これは、いわゆる「MOD チップ」です。異なるメーカーによって製造された、ブランド (表面が濃い紫色) と非ブランド (表面が銀色) の両方のゲーム CD を確実に起動できるようにプログラムされたマイクロコントローラーです。地域。プリント基板上にはこの超小型回路を配置する場所はなく、ワイヤを吊るすことで接続できます。さまざまなシリーズのマイクロコントローラー (PIC、AT801S、Z90) が IC86 として使用され、多くの場合、名前が消去され、「余分な」結論が切り取られます。ただし、以前のバージョンの「PlayStation」向けのものは「PS one」には適合しません。

図に進みましょう。 2. ここに示す 208 ピン IC203 CXD8561CQ グラフィックスプロセッサは、IBM PC ビデオカードで使用される 360D アクセラレータと機能的に同等です。彼は、画面上でのポリゴンの描画、スプライトの回転と拡大縮小、Gouraud アルゴリズムを使用した輪郭の描画を担当します。プロセッサーは毎秒、最大 66 ポリゴンを処理できます。全体的なパフォーマンスは 256 秒あたり 256 万回のオペレーションです。解像度は PAL TV 標準で 640x512 ～ 256x240 ピクセル、または NTSC 標準で 640x480 ～ 103x1 ピクセル。グラフィックスプロセッサと CPU (ICXNUMX チップ) は多数の配線で接続されています (図 XNUMX を参照)。

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IC203 コントローラと併用すると、ビデオ RAM IC201 K4G163222A-PC70 が動的同期で動作し、容量は 16 Mbps になります。ビデオRAMチップの情報容量が従来モデルに比べて11倍になり、グラフィックの向上が話題となった「PS one」。しかし、そうではありません。 AO-A10 マイクロ回路の 8 個のアドレス入力のうち、8 個だけが使用され、AXNUMX 入力は共通のワイヤに接続されています。したがって、以前と同様に、XNUMX M ビットのビデオメモリのみがアクティブになります。

ビデオ RAM の誤動作が疑われる場合 (画像に余分な点や線が表示される)、ピン 201 を共通ワイヤから外し、ピン 30 を共通ワイヤに接続することで、ICXNUMX チップの「予備」半分に切り替えてみることができます。チップの電源ピンの。

グラフィックプロセッサ IC203 の出力から、原色のデジタル 7 ビットビデオ信号が IC0 CXA7R の RDO-RD7 (赤)、GD502-GD2106 (緑)、BDO-BDXNUMX (青) の入力に供給されます。このチップは、IVP の初期モデルで使用されていた XNUMX つのチップ (ビデオ DAC と、RGB からフル PAL または NTSC TV 信号への信号コンバータ) を置き換えるものです。

BH502AKV チップが IC7240 としてインストールされている場合があります。基本的な機能とほとんどのピンの目的の点では CXA2106R と同じですが、図 2 に示すように、いくつかの追加機能が必要です。 XNUMX つの破線。ボード上の場所はそれらのために提供されます。

CN502出力コネクタに接続される映像信号回路には、終端抵抗、保護用ツェナーダイオード、ノイズ抑制フィルタが装備されています。 Q4,9 トランジスタアセンブリの電流保護ユニットを介して同じコネクタに供給される +505 V 電圧は、TV RF 変調器に電力を供給することを目的としています。最大負荷電流は85mAで、保護動作後の残留電流は5mAを超えません。

CN502 コネクタのピンの番号は、以前の「PlayStation」モデルと比較して変更されていますが、それらの相対的な位置と目的は同じままであることに注意してください。

プログラマブルクロックジェネレーター IC204 CY2081SL-509 - カスタム。出力信号の周波数値と X201 水晶共振子の周波数値の比によって、マイクロ回路メーカーが「ワンタイム」内部 ROM に記録する定数が決まります。ジェネレータの指定のインデックス 509 は、それに従ってプログラムされる順序番号です。信号周波数を図に示します。 2.

「PS one」プレフィックスのスキームの一部を図に示します。図３には、オーディオおよび制御データ処理システムおよびＣＤ－ＲＯＭインターフェースが含まれる。以前のモデルと比較して、「PS one」デジタルデータ処理システムは大幅に簡素化され、残されたチップは IC3 SC304PB コントローラーと容量 430943 KB の 16 ビットダイナミックオーディオ RAM IC310 M11B416256A-35J の 512 つだけになりました。しかし、実行される機能は低下しませんでした。箱は簡単に開けられます。CD データデコーダ、256 Kb バッファスタティック RAM、MPEG-1 データデコンプレッサ、サウンドプロセッサ、および DAC が、正式には CD-ROM に関連する 208 ピン VLSI IC732 CXD2938Q に含まれています。インターフェースシステム。 VLSIはIC103 CPUの制御下で動作し、ICXNUMX CPUと多くの回線で接続されています。

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VLSI IC732 によって形成されたステレオサウンド信号は 405 チャンネルアンプ IC2174 NJM502 に供給され、その出力からフィルターを介して CN4 コネクタの対応するピンに供給されます。アンプは、制御入力の論理レベルの特定の組み合わせ (ピン 5 が High、ピン XNUMX が Low) でのみ動作します。このプロパティは、初期状態での IVP ノードのインストール時およびプログラムの起動時に、歪んだ信号や干渉が再現されるのを防ぐために使用されます。

NJM2174 アンプは、出力をブロックする追加の電子キーを備えた機能的な類似物に置き換えられることがあります。NJM2174 にはそのようなキーはなく、その結論 (2 と 13) は使用されませんが、それらに接続される印刷導体 (破線で示されています)行) は常にボード上にあります。

KSM-701BAM CD-ROM ドライブはコネクタ CN702 および CN440 に接続されており、以前の「PlayStation」モデル ([2]、図 22) で使用されていたものと電気的に互換性がありますが、接続ケーブルの長さと構成が異なります。光学ドライブヘッドの半導体レーザーは、Q701 2SB1132 トランジスタのコレクタ回路に含まれています。レーザー電流は、ドライブにあるトリミング抵抗によって調整されます。間接的に、この電流は抵抗 R52、R53 の両端の電圧降下から推定できます (0,66 ～ 0,88 V は 60 ～ 80 mA に相当します)。

光学ヘッドの光検出器の信号は、増幅、周波数補正、および前処理の機能を実行する IC723 CXA2575N マイクロ回路の入力に供給されます。さらなる処理は VLSI IC732 内ですでに行われています。また、CD-ROM ドライブの電気モーターと電磁石用の制御信号も生成し、IC722 BA5977FP チップのパワーアンプを通じて対応するノードに送信されます。同等品は BA5947FR AN8732SB です。「PlayStation」の初期モデルに搭載されていたBA6392FP、BA6397FR、BA6398FPチップは、BA5977FPとはピン割り当てが異なります。

SB301 ボタンは、ゲームディスクが取り付けられているコンパートメントのロックに機械的に接続されています。開いているときは接点が開いています。

「PS one」システムユニットは、外部 AC 電源 (ネットワークアダプター) から 7,5 V の定電圧で電力を供給されます。その回路については次のセクションで説明します。プロセッサーボード上では、ノードの動作に必要な他のすべての電圧がこの電圧から取得されます。プロセッサボードの電源回路の回路図を図に示します。 4.

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7,5 V 電圧は、PS001 ヒューズリンク、FB600 フィルタ、および S001 押しボタンスイッチを介して J001 コネクタから供給されます。ツェナーダイオード D1001 は、プロセッサボードがコネクタ 004 に過大な電圧または不正確な電圧を誤って印加するのを防ぎます。このような場合、開いたツェナーダイオードに非常に大きな電流が流れるため、PS600 のヒューズリンクの焼損やネットワークアダプタの保護が発生します。

ヒューズリンク PS004、PS601 ～ PS603 を通じて、入力電源電圧は複数の消費者のグループに分配されます。回路 U1、U2 (3,6 V) および U3、U4 (5 V) の電圧は、それぞれリニア統合レギュレータ IC602 LP2985AIM5-3.5 および IC601 MC78M05CDT によって安定化され、5 番目の出力電圧 (XNUMX V) は次のように機能します。最初の入力。

5 V の電圧が追加の安定化なしで回路 U6 と U7,5 に供給されます。 U3,5 ～ U7 回路の 9 V の電圧はスイッチングレギュレータから供給されます。スイッチングレギュレータの主な要素は、Q602 VCX52 キートランジスタ、D601 ダンピングダイオード、L603 ストレージインダクタ、および IC607 TL594CPW パルス幅 (SHI) コントローラです。。これはよく知られている TL494 (KR1114EU4) に似ており、その簡単な説明と動作原理は、たとえば [3] に記載されています。

場合によっては、IC607 の代わりに、IC606 TL594CD チップが基板上の特別に設けられた場所に取り付けられることがありますが、これはケースの設計のみが異なります。抵抗 R16 は、スタビライザーの負荷電流センサーとして機能します。

すべての電源回路には、酸化物およびブロッキングセラミックコンデンサを平滑化する LC フィルタが備えられています。合計すると、XNUMX 個を超えるこれらのコンデンサがプリント基板の表面にほぼ均等に配置されています。

LED D003 は、IVP が含まれていることを示すインジケーターとして機能します。 PS7,5 ヒューズの後の電圧が 603 V、スイッチングレギュレータの出力に 3,5 V がある場合に点灯します。

「PS one」と以前のモデルとの違いの 001 つは、システムを元の状態にリセットするための特別な RESET ボタンがないことです。初期設定信号 RES は、セットトップボックスがスイッチ S7,5 によってオンになるたび、または緊急の短期間の供給電圧の低下と公称値 XNUMX V への回復の後に自動的に生成されます。

電源投入後、IC003 シングルバイブレータはピン 1 にローレベルパルスを生成します。その持続時間 (0,2 ... 0,3 秒) はコンデンサ C4 の値によって異なります。増幅器トランジスタアセンブリ Q004 は、必要なレベルのパルス電力をもたらします。これは、FB601C18 フィルターを介して、プロセッサーボードのマイクロ回路の初期インストールの入力に入ります。

入力電源電圧が 6 V を下回ると、ツェナーダイオード D002 が閉じ、トランジスタ Q002 が開き、R3C3 回路が短絡します。単一バイブレータ IC003 は、ピン 2 の電圧の急激な低下を電源オフとして認識し、7,5 V 回路の公称電圧を回復し、トランジスタ Q002 を閉じた後、初期設定パルスを生成します。

プロセッサーボードの一部の例では、RES シグナルコンディショナーは Q002 チップであり、その場所があります。この場合、IC003 チップおよびその他の関連要素はインストールされません。

ACアダプター

IVP「PS one」のリモート電源ユニット、通称ネットワークアダプターは、異例の軽さ（180g）と薄さです。寸法は57x88x30 mmです。効率 50 ～ 70% の高周波電圧コンバータが使用されるため、周波数 78 Hz 用の通常の降圧トランスはありません。定格出力電圧 - 7,5 V (実際には、長さ 7,7 m の接続コードのワイヤの抵抗による電圧降下を補償するために、明らかに - 1,8 V)。負荷電流が 0,3 A までの場合、電圧の変化はわずか 2% であり、2,8 A では過負荷保護が作動します。リップルの範囲は 20 ～ 60 mV です。日本とアメリカの「PS one」モデルのアダプターは、異なる主電源電圧用に設計されているため、CIS 諸国での使用には適していないことに注意してください。

SCEI からのライセンスを受けて中国で製造された SCPH-114 アダプターの概略図を図に示します。 5. 多くの回路要素 (抵抗とコンデンサ) は直列または並列に接続された複数の要素で構成されていることに注意してください。場合によっては、これは許容電力または電圧値を超えないようにするために行われることもあれば、必要な抵抗を正確に設定するために行われることもあります。これらの各グループ内の要素の位置指定は、同じシリアル番号を持つ文字インデックスによって区別されます。テキストによる要素のグループへの参照では、通常、インデックスは省略されます。

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アダプターにはスイッチがないため、内蔵プラグ CN001 が電源ソケットに挿入されている間、後者は常に動作し、長時間負荷がかかっていなくても大丈夫です。入力回路は、ヒュージブルリンク F1 によって過負荷から保護され、LC フィルタ CX1FL1 によって干渉から保護されています。コンデンサ CX1 および CY1 には、その特別な設計を強調するために、型破りな参照番号が付けられています。このようなコンデンサは、インパルスと高周波干渉を抑制するように特別に設計されています。抵抗 R1 は、ネットワークワイヤと IVP の共通ワイヤの電位を等しくして、静電荷の蓄積を防ぎます。

整流ダイオードブリッジ D1A ～ D1D と平滑コンデンサ C1 は、電界効果トランジスタ Q1 と変圧器 T1 に基づくシングルサイクルフライバックインバータに電圧を供給します。チェーン D2R2R3C2 - 減衰。トランスの巻線 III からの電圧は、ショットキーダイオード CR51 のアセンブリによって整流され、アダプター (コネクタ CN002) の出力に供給されます。 R51C51 回路は、ダイオードの逆電圧スパイクを抑制します。コンデンサ C52 とフィルタ L51C53 はリップルを平滑化します。

アダプターの出力電圧はパルス幅方式により安定化されています。振幅 10 ～ 11 V、周波数 60 kHz の制御パルスが、SHI コントローラ IC1 の出力からトランジスタ Q1 のゲートに供給されます。それらのデューティサイクルは、SHI コントローラのピン 2 回路に含まれるフォトカプラ IC2 のフォトトランジスタのコレクタ電流に依存します。電流は、トランジスタ Q51 の誤差信号増幅器の出力回路に含まれるフォトカプラの発光ダイオードによって生成される照明に依存します。誤差信号は、抵抗分圧器 R53R54 から取得されるアダプターの出力電圧の一部と、ツェナーダイオード ZD51 から取得される例示的な出力電圧との差です。これにより、安定化フィードバックループが閉じます。

アダプターにインストールされている SHI コントローラーは、ON Semiconductor の NCP1200 チップの類似品です。低電圧回路と高電圧 (最大 450 V) の両方の回路を 50 つのチップ上に配置できる技術を使用して製造されています。振幅 300 V の 8 Hz の脈動ユニポーラ電圧が、ダイオード D1 を介して IC1 のピン 8 に印加されます。マイクロ回路の内部 (ピン 6 と 50 の間) には、一種の「クエンチング抵抗」、つまり電界効果トランジスタ上で約 2 kHz の周波数でスイッチされる 4 ... 6 mA の電流源があります。この電流により、端子 3 に接続されたコンデンサ C11 が約 100V の電圧に充電され、マイクロ回路の低電圧コンポーネントに電力が供給されます。入力変数が 380 ～ 0,25 V の範囲で変化しても、電圧は許容範囲内に維持されます。「抵抗」によって消費される電力は XNUMX W を超えません。

ダイオード D1 - 低電圧。通常動作中、それにかかる逆電圧は 0,7 V (D1A ～ D1D ブリッジのダイオードの 15 つでの電圧降下) を超えません。ただし、内部電流源と電源ネットワークの非同期スイッチングにより、ダイオード両端の電圧が短期間で許容できないほど上昇することがあります。この現象により、抵抗 RXNUMX が不要になります。

SHI コントローラ IC3 の入力 1 は、トランジスタ Q8 のソース回路の抵抗 R1 からなる電流センサー信号を受信します。アダプターが無負荷で動作している場合、SHI コントローラーはパルス繰り返し率が低いモードに切り替わり、トランジスタ Q1 の動作が促進され、ネットワークからの消費電力が削減されます。電流が過負荷になると、発電が不連続になります。制御パルスの短いバーストが 0,7 秒ごとに繰り返されます。

トランジスタ Q2 と Q3 はサイリスタアナログ回路で接続されています。補助整流器 (変圧器 T1 の巻線 II、ダイオード D4、およびコンデンサ C4) の出力の電圧がツェナーダイオード ZD2 の安定化電圧より低い限り、両方のトランジスタは閉じます。主電源電圧が 40 ～ 50% 増加すると、コンデンサ C4 の両端の電圧も比例して増加し、ツェナーダイオード ZD2 が開きます。抵抗器 R10 を流れる電流は「サイリスタ」Q2Q3 を開き、SHI コントローラ IC2 のピン 1 回路を分路し、後者とアダプタ全体の動作を禁止します。この場合、動作モードへの自動復帰はありません。 CN001 プラグをソケットから取り外し、再度挿入する必要があります。

NTC1 サーミスタは安全素子です。アダプタが過熱すると、その抵抗が減少し、「サイリスタ」Q2Q3 が開き、SHI コントローラ IC1 がブロックされるはずです。しかし、実際には、サーミスタの端子が閉じられていても、保護は機能しません。これは抵抗 R14 の値が大きすぎるためであり、10 kΩ まで下げる必要があります。

文学

Ryumik S.「プレイステーション」：開発の歴史。 - ラジオ、2002 年、第 11 号、p. 21-23。
Ryumik S. 「Sony PlayStation」または 32 ビットビデオセットトップボックス回路の機能。 - ラジオ、1999 年、第 7 号、p. 26-28。
Aleksandroa R. パーソナルコンピュータの電源回路。 - ラジオ、2002 年、第 6 号、p. 22-24。

著者: S.Ryumik、チェルニーヒウ、ウクライナ

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