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letzter Beitrag von ralf02 am

KU 14194 erzeugt falschen Takt

  • Hallo,


    ich habe hier einen C64A bekommen (KU 14194 / SN 15104), der einen falschen Systemtakt erzeugt (instabil ca. 1,5 MHz statt 0,985 MHz). Den typischen Fehler mit den ausgelaufenen C107 und C108 habe ich bereits behoben. Der Oszillator am 74LS629 schwingt jetzt wieder (17,7344 MHz). Bei dieser Platinenversion erfolgt die Takterzeugung ja relativ kompliziert über einen Phasendifferenzdetektor (MC4044). Ich habe aus diversen Quellen gelesen, dass der 74LS193 (Frequenzteiler) ein 2,0 MHz Signal an Pin 6 erzeugen muss -> bei mir nur 1,97 MHz und der 74LS74 (D Flip Flop) muss ein 1,0 MHz Signal an Pin 9 erzeugen -> bei mir nur 0,985 Mhz. Daraus generiert der 74LS629 dann ca. 11 Mhz (statt 7,88 MHz) und dieser Wert getelt durch 8 ergibt dann den zu hohen Systemtakt von ca. 1,5 MHz, der zudem istabil ist.


    Wo muss ich bei der Frequenzerzeugung ansetzen, um den Fehler zu finden ?


    Grüße,
    Ralf

  • Der 74LS193 kann nur ganzzahlig teilen, er kann also niemals 2 MHz erzeugen wenn man Eingang 17,73447 MHz anliegen. Damit würde ich sagen, der ist bei dir nicht das Problem. Der 74LS74 erzeugt mit 985 KHz die korrekte Frequenz.


    An Pin 1 und Pin 3 des MC4044P müssten eigentlich jeweils 985 KHz anliegen.


    Ich würde beim MC4044P und beim 74LS629 ansetzen. Dazu vielleicht noch Q7 genauer ansehen (ein einzelner Transistor beim 4044).


    Welche Spannung hast du an Pin 15 des 74LS629? Es müssten ca. 4V sein.



    Achtung! Der MC4044P ist keiner aus der 4000er CMOS Reihe, die heissen bei Motorola MC14xxx.

  • Hallo Gerrit,


    Danke für die Infos. Am Pin 15 des 74LS629 liegen bei mir nur 3,36 Volt. Der Pin erhält seine Spannung ja über 100 Ohm, vor dem 5 Volt anliegen sollten (bei mir 4,89 Volt). Über den 100 Ohm fallen ziemlich genau 1,5 Volt ab, das ergibt dann die 3,36 Volt. Den ausgelaufenen 10uF Elko habe ich (wie alle anderen 10uF Elkos) bereits ausgetauscht und die veräzte Leiterbahn gebrückt.


    Am Pin 1 des MC4044 liegen 985 kHz stabil, am Pin 3 liegen 1,83 MHz, nicht stabil. Den 74LS629 habe ich bereits ausgetauscht und gesockelt. Mal sehen,ob es für den Transistor (lt. Schaltplan PN2222A) einen Standard Vergleichstyp gibt, dann würde ich den als erstes austauschen.


    Grüße,
    Ralf

  • Das der Takt instabil ist deutet für mich auf ein Problem mit dem Phasendetektor bzw. der nachfolgenden Schaltung hin.


    Was findest du denn an Pin 8 des 4044? Da sollte eigentlich eine relativ stabile Spannung anliegen die dann den zweiten VCO des 74LS629 steuert welcher damit Dot-Clock (die 7,88 MHz) erzeugt.


    Die ganze Schaltung hier ist, zusammen mit dem Teiler durch 8 im VIC, eine diskret aufgebaute PLL.


    Ideal wäre hier eine weitere funktionierende KU oder eine 250407 um Vergleichsmessungen an einer funktionierenden Schaltung machen zu können.


    Du hast wirklich den ganzen Schmodder der ausgelaufenden Elkos beseitigt? Der Kram leitet Strom, nicht das der dir den Pin 15 zu weit runterzieht und damit die VCOs im 629 zuwenig Spannung bekommen.


    Nachtrag: Ich hab eben an einer funktionierenden 250407 nachgemessen, an Pin 15 des 629 habe ich 3,63V. Pin 8 des 4044 zeigt relativ stabile 2,6V. Letztere sehen auch auf dem Oszi recht gut aus.


    Nur so aus dem Bauch heraus... Der VIC funktioniert in einem anderen Board? Nicht das dessen interner Teiler einen weg hat...

  • Die Takterzeugung mit der diskreten PLL ist "instabil by design". Als der C64 heraus kam, war das ein dicker Knackpunkt, der den Magazinen gleich aufgefallen war: Die Computer verhielten sich nicht immer gleich, hatten teilweise falsche Farben auf dem Fernseher und so weiter. Beispielsweise nachzulesen im allerersten "RUN"-Artikel über den C64.


    Das liegt nicht zuletzt daran, dass der Reset des Taktteilers asyncron erfolgt, und somit Nadelimpulse innerhalb der Takterzeugung vorhanden sind. Diese strahlen fröhlich umher und stören benachbarte Bauteile - so auch den recht labilen Phasendetektor MC4044, der hin und wieder einen Phasensprung erkennt, wo eigentlich keiner hingehört.


    Ich habe es aufgegeben, alte Boards zu reparieren, wenn sie Probleme in der Takterzeugung haben. Es ist eine analoge, instabile Schaltung, die eigentlich immer auf der Kippe steht. So etwas zu reparieren ist mehr als frustrierend, weil man sich immer wieder den Kopf an viel zu niedrig gebauten Türen stößt. Meine Lösung ist ein wenig radikaler, aber dafür ist der Erfolg 100% sicher: Die komplette Takterzeugung wird ersetzt, dann ist das Board wieder einsetzbar. Das geht mit dem 8701-Replacement (siehe hier) und erfordert ein wenig Lötarbeiten, die hier beschrieben sind.


    Mein 8701-Replacement arbeitet mit einer vollsyncronen Schaltung. Dadurch entstehen keine Nadelimpulse, die irgendwas stören könnten. Es handelt sich um eine Multilayer-Platine, so dass jedes Signal eine saubere ground-reference hat. Störaussendung ist minimal, und was bei den Resten der alten Takterzeugung ebenfalls wichtig ist: Störimmunität ist bauartbedingt sehr hoch.


    Genug Werbung jetzt ;-)


    Jens

  • Die Schaltung mit dem 629 und 4044 funktioniert eigentlich sehr zuverlässig auch über Jahrzehnte. Ich hatte bisher immer nur Ausfälle wenn sich ein Elko erbrochen hat und dadurch Leiterbahnen unterbrochen wurden.


    Natürlich geht es mit der neuen Schaltung besser, aber ich bin der Meinung, man sollte trotzdem eine Reparatur versuchen, dabei lernt man gleich noch ein bisschen was.


    Ich nehme an, daß die Schaltung, wie sie damals in den ersten C64 verbaut war und noch Probleme machte noch auf späteren Platinenrevisionen überarbeitet wurde. Ansonsten müssten wir mehr Probleme sehen.

  • Hallo,


    die PLL-Schaltung möchte ich original belassen, da es sich bei dem C64 um einen "Silberling" handelt, den will ich unbedingt original restaurieren. An Pin 8 des MC4044 habe ich 4,82 Volt (stabil) gemessen. Da die erzeugte Frequenz sich ja proportional zur Steuerspannung verhält, dürfte die zu hohe Spannung die zu hohe Frequenz erklären. Ich habe dieses Jahr eine funktionierende KU auf dem Flohmarkt gefunden - die auf Anhieb funktionierte. Dort werde ich gleich mal Vergleichsmessungen vornehmen und bei dieser Gelegenheit die C107, 108 austauschen.


    Vom Pin15 des 74LS629 gegen Masse messe ich 871 Ohm - mal sehen, welcher Wert sich bei der funktionierenden KU ergibt.


    Grüße,
    Ralf

  • VICs habe ich schon mehrere eingesetzt, der ist okay. Die andere Platine, die ich hier habe, ist - nicht wie ich dachte eine KU - sondern eine 326298 (SN 5240). Dort ist aber auch die diskret aufgebaute PLL drin:


    - Versorgungsspannung Pin 15 des 74LS629: 3,78 Volt
    - Widerstand von Pin15 gegen Masse: 804 Ohm - also beim Patienten wohl keine Kriechströme über Reste der Elko-Suppe
    - VCO-Steuerspannung: 3,46 Volt
    - Frequenz an Pin 1 und 3 des MC4044: 985 kHz


    Hmmm ... ich werde mal den Transistor "PN2222A" austauschen. Es ist wohl ein 2N2222A, für den der BC546 ein Vergleichstyp ist.


    Grüße,
    Ralf

  • 3 Fragen, bitte:
    Redet ihr, Gerrit und Wiesel, von derselben Schaltung: Takterzeugung mit 629 und 4044 (gerrit) und "Takterzeugung mit diskreter PLL" (Wiesel) ? für mein laienhaftes Verständnis bedeutet "diskret" gerade nicht die Verwendung von IC's (wie 74LS629 und MC4044) sondern eine "volltransistorisierte Schaltung" mit (eben diskreten) Einzeltransistoren...


    "Diskret" = Gegenteil von "integriert".


    Und:
    Wieviel verschiedene Typen von Takterzeugung lassen sich auf dem C64 in den verschiedenen Revisionen INSGESAMT unterscheiden?


    Und:
    Was ist denn dieser MC4044P überhaupt für ein Geheimbaustein? Du, Gerrit, sagst ja, man soll auf den Hersteller und die Bezeichnung Buchstabe-für-Buchstabe achten. Wäre schön wenn du noch dazusagen könntest was der genau ist und macht.

  • Diskrete PLL heisst in diesem Kontext, daß du die PLL nicht, wie heute üblich, mit 1 IC realisierst, sondern aus einzelnen Teilen, also der 74LS629 als VCO, der MC4044P als Phasendetektor, der Taktteiler (durch 8 ) im VIC. Dazu noch die Teilerstufe durch 18 um aus den 17,73447 MHz die 985 KHz zu erzeugen die als Referenztakt für die PLL dienen.



    Beim C64 gibt es obige Schaltung und dann den 8701, mehr nicht. Der SX64 hat noch eine leicht andere Schaltung mit 2 Quarzen. Ein Schaltbild zu dieser Schaltung habe ich bisher noch nicht gesehen.



    Der MC4044P ist ein Phasendetektor mit nachgeschalteter Ladungspumpe und Verstärkerstufe. Also genau das, was man in einer PLL braucht um einen VCO anzusteuern. Das Problem mit dem MC4044P ist, daß er eben eine Nummer hat die einen Laien dazu verleiten könnte einen 4044 eines anderen Herstellers zu verwenden. Das wäre dann aber ein CMOS-Logic-IC mit 4 Latches und 16 Pins, geht also gar nicht. Du musst folglich im C64 wirklich einen MC4044P von Motorola verwenden. Ist leider nicht mehr ganz so einfach zu bekommen.


    Deshalb hat Motorola die 4000-Reihe immer als 'MC14xxx' gelabelt.

  • Vielen Dank!


    Also einschl. SX-64 drei Varianten.... wobei beim SX-64 vermutlich das Einstreuungs-Gewaber im Bild von AEC usw. (also das Stör-Geisterbild) ruhig ständig "durchlaufen" darf, also nicht per PLL "fixiert" wird, da man bei einem so winzigen Bildschirm wohl nicht von einer nachhaltigen Störmöglichkeit ausging. (Das ist meine Vermutung).


    Das sieht so aus als würden beim SX-64 einfach zwei Frequenzen separat erzeugt.

  • So ich habe jetzt den MC4044 gesockelt (zwei Stück habe ich in der Bastelkiste), das hat leider überhaupt keine Änderung ergeben. Ich habe mir dann den 39pF - Kondensator (C86) am 74LS629 angesehen, der scheint vom Wert kritisch zu sein, da nur 5% Toleranz laut Schaltplan. Also ausgelötet und gemessen: 82 pF. Nachdem ich den gegen einen 39 pF ausgetauscht habe, hat sich etwas geändert: Die Dot-clock liegt jetzt bei 21 MHz ....


    Da davon auszugehen ist, dass der 74LS74 und 74LS193 in Ordnung sind, habe ich jetzt alle aktiven Bauelemente der PLL inkl. VIC ausgetauscht.
    Wo könnte ich noch mit der Fehlersuche ansetzen ?


    Grüße,
    Ralf

  • Der Quarzgenerator funktionierte von Anfang an einwandfrei, die Frequenz lässt sich mit dem 2K Trimmer R27 auch ziehen. Ich kenne mich mit dem Konzept einer PLL nicht so aus, aber das Problem hier scheint ja darin zu bestehen, dass die PLL nicht "einrastet". Da ich wie gesagt die aktiven Bauteile bereits alle ausgetauscht habe, werde ich mir morgen mal die Widerstände und Kondensatoren am AUsgang der "Ladungspumpe" des MC4044 rund um den Transistor Q7 anschauen.