Как подключить zx spectrum к vga монитору
Продолжаем тему подключения приобретенного ZX Spectrum +2 к разной периферии. В предыдущей статье начали с подключения питания и телевизора, теперь перейдём к мониторам.
Конвертеры
Мониторов с входом RGB или SCART я сейчас не наблюдаю, так что ориентироваться приходится на три варианта входа: HDMI для современных моделей, DVI или VGA для более старых мониторов. И если мы хотим вывести изображение через выход RGB, то эта задача не так проста, как это может показаться: нет простого переходника, а нужен специальный активный конвертер видеосигнала, который прилично стоит.
В Aliexpress есть много разных дешевых конвертеров SCART в HDMI типа такого :
Но подобная штучка не годится, потому что она не использует RGB контакты, и получить с неё можно только композитный сигнал, качество которого, как я уже ранее показывал, не фонтан.
Поэтому требуется гораздо более сложный прибор, типа вот этого :
Стоимость подобного прибора достигает уже 2 тысяч рублей, зато он довольно-таки неплохо работает. Картинку на монитор он выдает максимально близкую к тому качеству, которую выдает кабель RGB-SCART с ZX Spectrum, хотя лаги в движении присутствуют.
Кнопка PAL/NTSC переключает частоту вертикальной развертки для монитора: PAL - 60 герц, NTSC - 50 герц, что как бы логично, но вот на своём же всплывающем окошке всё равно пишет в обоих случаях "PAL", что уже нелогично. Кнопка 720p/1080p переключает разрешение, но тоже чуть-чуть нелогично: на 50 герц он позволяет выбрать только два разрешения: 1280x720 и 1920x1080 (формат 16:9), а вот для 60 герц доступны кроме этих ещё 800x600, 1014x768, 1280x1024 (т.е. форматом 3:4). Какой тут смысл - мне лично не ясно.
У этого конвертера есть ещё отдельный вход HDMI (переключение кнопкой Scart/HD ), хотя мне тоже остался не совсем понятен его смысл. Изначально я думал, что это просто прямой проброс сигнала, но оказалось всё не так. При подключении сигнала через этот вход устройство точно также преобразует его и конвертирует под выбранное разрешение. Это имеет и плюсы и минусы. Плюс - это если ваш источник и приёмник не могут самостоятельно договориться о разрешении (я не встречал) или вам надо обязательно сигнал в каком-то конкретном разрешении (устройство не может выдать больше), а источник не может выдать меньше. Минус - то что изображение выдаваемое устройством почему-то имеет поля, которые не дают возможности использования полноценного разрешения приёмника. Например, я пытался использовать этот вход для вывода изображения с ПК, при этом выдавал с него родное разрешение для монитора (1280 на 1024) и то же самое разрешение было выставлено в конвертере. В итоге я получал на мониторе черные поля и изображение было сужено и не на самом деле не соответствовало исходному разрешению из-за чего оно портилось, аналогично тому, как если бы вы пытались выдать на ЖК-монитор разрешение выше его родного. Поэтому сценарий использования этого конвертера как общего узла для подключения и Спектрума и ПК провалился и гнездо HDMI на нём осталось незадействованным. Ещё один минус был в том, что для проброса HDMI устройство вроде бы работало без внешнего питания, но периодически наблюдались пропадания изображения, так что внешнее питания приходилось использовать во всех случаях, что опять же не совсем удобно.
Похожие проблемы и с использованием гнезд аудио (аудиоджек 3,5 мм и коаксиал). В принципе, идея дублирования аудиосигнала неплоха. Например, мы втыкаем HDMI в монитор без колонок или аудиовыхода или просто хотим вывести звук на качественное устройство. Тянуть в этом случае ещё и звуковой кабель от Спектрума было бы не так удобно, как взять его сразу отсюда. Но тут опять недоработка - аудио сигнал тоже подвергается обработке и выходит хуже качеством и тише, чем приходит по кабелю в устройство! Это провал безвестного китайского инженера. Лучше бы они напрямую соединили SCART и аудиоджек.
Вывод изображения через шину ZX Spectrum
Кроме способов вывода изображения через антенный выход и выход RGB у ZX Spectrum +2 есть ещё вариант: ведь у него есть ещё краевой разъём ZX Spectrum edge (он же ZX Bus ), к которому можно подключить разнообразные устройства, в том числе и для вывода изображения. Эти устройства не являются конвертерами, как показанные выше, а сами формируют изображение из данных, попадающих в шину ZX Bus .
Самыми известными девайсами подобного плана являются устройства ZX-VGA-JOY и ZX-HD HDMI . Первое из них позволяет выводить видеосигнал прямо на разъём VGA, с помощью которого можно подключиться практически к любому современному телевизору или монитору.
Как известно, напрямую подключить компьютер "Байт" к SVGA монитору никак нельзя. Частоты развёртки не те. Однако в последние годы стали доступны по цене китайские конвертеры видео семейства GBS (GBS 8000, 8200, 8220). Достаточно сделать заказ на Aliexpress, и через несколько недель конвертер ваш :)
Так вот, через этот конвертер можно подключить Байт к монитору. На плату достаточно подать сигналы RGB, синхро и GND. Однако есть небольшая проблема. Короче дело в том, что на конвертер, как и на телевизионный SCART, нужно подавать сигналы RGB с градациями яркости. В "Байте" сигналы RGB выведены без градаций, яркостной сигнал выводится отдельно на разъём RGB, не подмешиваясь к цветовым сигналам.
Я вас огорчу, но придётся паять. На практике мной опробована схема формирования двухуровневых цветовых сигналов из предыдущего раздела сайта:
Встраиваем схему в компьютер, подаём сигналы RGB, SYNC, GND с выхода компьютера на конвертер, настраиваем качество изображения через экранное меню конвертера и наслаждаемся :)
Конечно же конвертер не даёт идеального качества изображения, однако оно не хуже того, которое получается с выхода PAL-кодера.
Конвертер не имеет своего источника питания. В качестве блока питания я использовал ненужное зарядное устройство от мобилки. Оно выдаёт 5В при токе порядка 400 мА.
На изображении, выдаваемом конвертером, бывают помехи в виде белых точек. Эта проблема решается допайкой резистора и конденсатора.
Подключение при помощи платы RGB-VGA
Очень хорошие по качеству изображения результаты даёт подключение "Байта" к SVGA монитору при помощи платы RGB-VGA.
Плата выпускается в нескольких вариантах как в виде готовых изделий, так и как конструктор для самостоятельной сборки. Я покупал свою себе плату здесь.
Для подключения платы к компьютеру требуются следующие сигналы: RGB, яркостной сигнал (I), строчный синхроимпульс (SSI), кадровый синхроимпульс (KSI), 14МГц с тактового генератора (F14MHz) и питание (+5В, GND).
Назначение контактов разъёма платы RGB-VGA:
Более подробно по плате, перемычкам, подключению к различным Спектрумам можно почитать тут.
Места подпайки для подключения платы RGB-VGA на плате "Байта":
Места подпайки для подключения платы RGB-VGA на плате ″Байта″В качестве иллюстрации работы платы - фото изображения с монитора:
Немного статистики
Китайский конвертер более капризный по сравнению с PAL-кодером, поэтому некоторые компьютеры, хорошо работающие с PAL-кодером, не "взлетят" при подключении к конвертору.
На практике, помимо "Байта", к китайскому конвертеру удалось успешно подключить компьютеры:
- Игровая приставка Эльф;
Не захотели работать с конвертером:
- Pentagon-128 (по другим сведениям конвертор можно заставить работать с "пентагоном", если "поиграться" с настройками конвертера).
Когда я начал собирать Спектрум я, естественно, ожидал, что не все сразу запустится. Хотя, у меня такое было не один раз, схемы работали сразу после сборки.
Припаяв на работе все микросхемы я спаял также узел чтения с магнитофона
На этом-же фото виден бипер от компа в качестве динамика
Также сделал кнопку сброса и индикатор питания, все взято от сгоревшего свича
Так как Синклер выдает видео ТВ стандарта, то его кроме телевизора можно подключить к мониторам стандарта MGA, CGA и кажется еще EGA. Применяемые сегодня мониторы стандарта VGA (и его разновидностей) не поддерживают видеорежимы с низким разрешением. А так как у меня на работе ни телевизора ни монитора CGA не было, то я решил запустить компьютер контролируя его работу по биперу и осцилограмме видеосигнала
Ну что. Все чипы на месте. Щуп осциллографа в точку выхода видеосигнала и Алга!
Как видно на осциллограмме комп запустился.
Ну во первых — видите слабо различимую полоску в нижней части
, чуть выше уровня черного? Это надпись 1982 Sinclair Research LTD так видна на осциллограмме строчного синхроимпульса!
Во вторых — при замыкании пинцетом контактов разъема клавиатуры бипер издает характерный звук при вводе комманды или символа, и на осциллограмме видно как вводится какой-то символ, а также видно мигание курсора!
Ура! Мой Спектрум запустился!
Дальнейшие действия было решено перенести домой, так как дома есть небольшой телевизор к которому я буду стараться подключить мой Спектрум
У телевизора есть как вход Видео, так и полноценный SCART. Решил попробовать и то и то. SCART нашел у себя в ящике со всякими собранными ранее проводами (в этом смысле я тот еще скряга).
Но, к моему разочарованию, телевизор ни под каким соусом не хотел выдавать хоть какое-то видео. Осциллограмма видеосигнала была в порядке, но видео не было.
Я в поисках домашнего осциллографа, на чердаке обнаружил уникальный монитор. Samsung Syncmaster 214T. Не помню откуда его притаранил. Но за что я его притащил я понял сразу. У него, кроме входов D-SUB и DVI, есть вход видео. Да! Монитор VGA с входом видео (обычный тюльпан и S-видео)! Его я решил использовать далее в своих опытах.
Но, даже этот монитор не показывал никакого изображения и вообще никак не реагировал на подключение Спектрума.
Единственная мысль, что у меня появилась: "Частоты синхросигналов не соответствуют стандарту."
Решил померить частоты. Кроме частотомера в моем мультиметре мне помог в этом и маленький китайский осциллограф, одолженный мне коллегой.
Как осциллограф он весьма оценочен, но в нем есть функция частотомера, причем с хорошей полосой. Так вот, измерения показали, что частоты не соответствуют стандартам. Да, компьютер запускается, он не критичен к изменениям частоты, а видеосигнал должен соответствовать.
Выяснилось, что тактовый генератор не выдает 14МГц, хоть и стабилизирован кварцем. У меня есть еще еще один кварц на 14 МГц, я его тоже нашел среди ЗИПа в АТС. Установка второго кварца вместо первого ситуацию не поправила. Частота, выдаваемая, задающим генератором неправильная. То ли оба кварца неисправны, то ли микросхема, на которой собран генератор не заводится? Мне больше показалось, что второе. Ведь я использовал 1533ЛН1 вместо 555 или 155 серии, а она на ТТЛШ. И, возможно, это приводит к невозможности генерации. Я перелопатил кучу форумов на эту тему, но так и не смог заставить ее работать на нужной мне частоте.
В результате я решил спаять навесную схемку альтернативного генератора на 74HC00.
Но она тоже не стала генерировать 14МГц.
Путем подбора резисторов я заставил ее работать на частоте близкой к желаемой, но работает генератор не стабильно. Измерение частот кадровой и строчной развертки показали значения близкие к нужным (50 и 15625 Гц соотв.). И после подключения монитора я увидел это
Да. Компьютер запустился и даже показал картину, но она сильно дрожит. С генератором надо что-то решать. Попробую на работе поставить микросхему на 555 или 155 серии. Ну а если не поможет буду искать новый кварц на 14МГц
Когда-то «ZX Spectrum» стал одним из моих первых персональных компьютеров. На нём я постигал азы программирования – от бейсика до ассемблера. И тут уместно будет вспомнить народную мудрость: «То, что не удаётся запрограммировать на ассемблере, приходится паять». Поэтому параллельно я подробно изучал схематехнику компьютера «ZX Spectrum». И так, постепенно, хобби переросло во вполне профессиональную деятельность в составе группы спектрумистов «FFC Computers». Я занимался тогда русификацией игр, дискетированием «ленточных» программ, ремонтом и доработкой Спектрумов (1995-1997 гг.)
За три года профессиональной деятельности в этой сфере через мои руки прошло огромное количество клонов Спектрума. Приносили в ремонт и другие компьютеры, но всё же Спектрумов было подавляющее большинство. И даже однажды мне довелось подключать отечественный контроллер дисковода к фирменному Спектруму 128k (тогда это была большая редкость).
С тех пор у меня сохранилось огромное количество документации к различным клонам Спектрума, сопутствующим устройствам, и к другой компьютерной технике распространенной в то время. Ну и кое-какое железо экзотическое сохранилось )
Начиная с этой публикации, постепенно буду делиться накопленной информацией. Думаю, многое будет полезно поклонникам Спектрума, да и не только )
«Как сделать компьютер? | Building ZX Spectrum 128k clone + Beta Disk Interface + AY-3-8910 (YM2149F)»
Как-то нашел у себя сразу несколько оригинальных плат популярнейшего клона Спектрума – «Ленинград 48k». И тогда я решил непременно собрать эту систему с полным апгрейдом до версии 128k с контроллером дисковода и, разумеется, музыкальным сопроцессором. Весь этот процесс я заснял на видео (смотрите выше) с подробными комментариями. Ниже привожу схемы, по которым работал и подробный план апгрейда.
Принципиальная схема компьютера «Ленинград 48k»
Монтажная схема компьютера «Ленинград 48k»
Схема на просвет адаптированная для печати:
Увеличение памяти компьютера «Ленинград 48k» до 128k
Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
для импортной памяти 41256 DRAM, регенерация в 256 циклов:
Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
для отечественной памяти 565РУ7, регенерация в 512 циклов:
Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
при использовании двух линеек памяти 565РУ5:
Для всех доработок используем 7 дополнительных микросхем:
eD1 - К555(1533)ТМ9 (устанавливается поверх D31)
eD2 - К555(1533)КП11 (устанавливается поверх D30)
eD3 - К555(1533)ЛЕ1 (устанавливается поверх D2)
eD4 - К555(1533)ЛА3 (устанавливается поверх D40)
eD5 - К555(1533)ЛЛ1 (устанавливается поверх D34)
eD6 - К555(1533)ЛИ1 (устанавливается поверх D8)
eD7 - К555(1533)ЛЛ1 (устанавливается поверх D13)
Для соединений я использовал провод МГТФ 0.12. Термостойкая оплетка сохраняет провода в целости при плотном монтаже, а небольшое сечение провода позволяет легко перекидывать соединения со стороны пайки на сторону монтажа деталей через любые свободные отверстия на печатной плате, как показано на фото:
Другие доработки компьютера «Ленинград 48k»
1. Стабилизация тактового генератора
2. Нормализация строчной развертки (для кварца частотой 14000 КГц)
3. Стабилизация кадровой развертки
4. Корректировка прорисовки линий (дуги, окружности и т.п.)
5. Установка ПЗУ 27C512
6. Доработка сигнала INT
Схема подключения контроллера XT-клавиатуры Profi:
Схема «читалки» с магнитофона на К554СА3:
Этапы сборки, немного фоток
Оригинальная плата «Ленинград 48k» 1988:
«Ленинград 48k» в сборе:
«Ленинград 48k» с контроллером XT-клавиатуры Profi:
«Ленинград 128k» в сборе:
«Ленинград 128k» с контроллером дисковода и музыкальным сопроцессором:
«Ленинград 128k» с контроллером дисковода, музыкальным сопроцессором и дисководами:
Кстати, недавно копаясь в ворохе старого железа и документации, нашел совсем уж экзотическую вещь: настоящий ценник, видимо где-то середины 90-х:
Да, да, контроллер тогда стоил 75 тысяч рублей )) И обратная сторона ценника порадовала не меньше – выяснилось, что он нарисован на куске перфокарты. ;)
Да. В этом есть определенный философский подтекст: ценник на контроллер носителя информации нового поколения нарисован на обрывке носителя информации старого поколения. )
Полезные файлы:
Имя файла: DIZZY_5r_48k.zip (109K)
MD5: e55b3dd84cba8895ebcce6b4efbe5607
Игра «DIZZY 5». Русифицированная версия игры,
адаптированная мной в 1996 году для спекртрума 48k.
В архиве игра в трех форматах: TAP, HOBETA, SCL.
Имя файла: wildseyr.zip (68K)
MD5: 62511c9b12f42794053805e140af3009
Игра «Сеймур на Диком Западе» (русифицированная мной в 1996 году).
В архиве игра в формате SCL.
Имя файла: test48k.bin (2,0K)
MD5: 4bf68803c17aa614b7fbfa939549eaec
Контрольная сумма прошивки: 85E7
Тестовая прошивка 48k (модифицированная версия -
убрал нудную процедуру заполнения экрана, ненужную проверку ПЗУ).
Имя файла: test128k.bin (2,0K)
MD5: 5247c2d7d5c77d270d98d6c0080493da
Контрольная сумма прошивки: E413
Тестовая прошивка 128k.
Имя файла: sos48k_only.bin (16K)
MD5: 4c42a2f075212361c3117015b107ff68
Контрольная сумма прошивки: 1F64
Стандартная операционная система
для «ZX Spectrum» 48k (1982 Sinclair Research Ltd).
Имя файла: 27512.bin (64K)
MD5: 77cec243abe304ba3603b63b88709cae
Контрольная сумма прошивки: 9135
Комбинированная прошивка для ПЗУ 27512:
Банк 1 - TR-DOS Version 5.5H Copyright (C) 1993 by Rst7.
MD5: de4131214186667b9fb4022343d34444
Контрольная сумма: 3F81
Банк 2 - SOS 128k (Стандартная ОС для «ZX Spectrum» 128k).
MD5: 97da465c399ff70b907dfd8291e8f9d3
Контрольная сумма: 266E
Банк 3 - SOS 48k (Стандартная ОС для «ZX Spectrum» 48k).
MD5: 6e09e5d3c4aef166601669feaaadc01c
Контрольная сумма: 2C86
Всё остальное можно найти в продаже. Если не найдутся отечественные детали, всегда можно найти зарубежные аналоги.
ТТЛ-логика, предпочтительнее 1533 (аналог 74ALS) или 555 (аналог 74LS):
1533ЛН1 (74ALS04) - 2 шт.
1533ТМ2 (74ALS74) - 3 шт.
1533ИЕ7 (74ALS193) - 4 шт.
1533ЛЕ1 (74ALS02) - 1 шт.
1533ЛП5 (74ALS86) - 1 шт.
1533ЛА3 (74ALS00) - 1 шт.
1533ЛИ1 (74ALS08) - 1 шт.
1533ЛЛ1 (74ALS32) - 1 шт.
1533КП11 (74ALS257) - 8 шт.
1533КП13 (74ALS298) - 2 шт.
1533ИР22 (74ALS373) - 1 шт.
1533ИР9 (74ALS165) - 1 шт.
1533ИР16 (74ALS295) - 1 шт.
1533ЛА4 (74ALS10)- 1 шт.
КМОП:
561ИЕ10 (4520) – 1 шт.
Процессор:
Z80 – 1 шт.
Постоянная память:
EPROM 27C64 - 2 шт. или одна EPROM 27C128 (для версии 48k)
Оперативная память:
565РУ5 - 8 шт. или 565РУ7 - 8 шт. (первые выводы РУ7 нужно будет соединить между собой и заземлить /для версии 48k/)
Вместо 565РУ7 можно ставить зарубежные аналоги: 41256/41257 DRAM, MB81256/MB81257 DRAM.
Кроме того, в Спектрум можно ставить динамическую память большего объема и соотв. потребуется меньшее кол-во микросхем. Как это делается, расскажу в следующем материале.
Узел чтения с магнитофона рекомендуется собирать по приведенной выше схеме на К554СА3 (зарубежный аналог IL311ANM).
Читайте также: