Technikhilfe für Anfänger

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Jens
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Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Jens » 21.05.2017, 21:29

Hallo User!

Ich nehme diesen Thread ( viewtopic.php?f=2&t=2360 ) mal zum Anlass, um diesen Thread zu eröffnen.

Vielleicht können Elektronikanfänger (wie ich) hier Infos bekommen.

Meine erste Frage: Wie messe ich, ob das Clock-Signal vorhanden ist (ausgehend von einer ISSUE-ONE, die nur einen weißen Bildschirm zeigt)?

Wo auf der Platine muss ich was messen (Oszilloskop? Voltmeter?? Durchgangsprüfer???).

Hier ein Bild der Issue-One-Platine:
zx81-boardISS1.jpg
zx81-boardISS1.jpg (176.97 KiB) 1031 mal betrachtet
Für die Hilfe total dankbar
Jens
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Paul
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Paul » 21.05.2017, 21:48

Um das festzustellen habe ich bei Google "Z80 pinout" gesucht.
In dem von mir gefunden Bild (das erste reichte mir) war alles angegeben ausser clk. Dazu ist es hilfreich zu wissen das der CLK auch mit einem griechischen 'phi' bezeichnet wird. Und das liegt an PIN 6.
Ein erster Anhaltspunkt wäre mit einem Multimeter nachzumessen welche Spannung an PIN 6 anliegt wenn der ZX (80/81/Spectrum) in Betrieb ist.

0V = kein Clock
5V= kein Clock
geschätzte 2,5V Clock liegt an (bei 50% Tastverhältnis und einem trägen Multimeter)
Mein etwas besseres Multimeter kann auch Frequenzen messen und gibt dort 3.25MHz an.
Mit einem Oszilloskop kann man sich PIN 6 auch ansehen und sollte dann etwa 50% Taktverhältnis sehen können.
Die dazu notwendige Einstellung ist je nach OSZI unterschiedlich.
Ich vergas zu erwähnen das man den schwarzen Messstift an Masse halten soll. Das ist z.B. das Gehäuse des Modulators oder der mittlere PIN des 7805 Spannungsreglers.
Liebe Grüße
Paul
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von tokabln » 21.05.2017, 22:16

Nehmen wir mal Pauls Antwort, dann heisst das vereinfach...

das das Clock Signal (Tastverhältnis 50/50) idealerweise ein Rechtecksignal ist, das zwei gleich lange (von der Zeitdauer her) Perioden hat... wie dieses nachfolgende Bild... T1 hat zwei unterschiedliche Pegel, wie man hier erkennen kann. Der Zeitraum T1 entspricht dann einem vollen Zeitintervall. Wenn man jetzt noch die Zeitdauer kennt, kann man die damit verbundene Frequenz ausrechnen

http://www.elektrotechnik-fachwissen.de ... equenz.php

oder ein Oszilloskop (welches eine entsprechende Funktionalität enthält) kann Dir die gemessene Frequenz anzeigen.

image.png
image.png (111.09 KiB) 1022 mal betrachtet
Hier sieht man sehr schön wie diese Clock aussehen sollte.


Messen kann man die Clock an Pin 6 der Z80 CPU am besten mit einem Oszilloskope, dann kann man auf ein ähnliches Bild wie oben gezeigt hoffen. Im Praxisfall sieht das aber nicht wirklich so schön aus. In einen von mir gemessenen Fall z.B. so

image.jpeg
image.jpeg (277.16 KiB) 1014 mal betrachtet

Nun zur Pin Belegung der Z80 CPU
image.png
image.png (91.71 KiB) 1022 mal betrachtet
Wo findet man solche Informationen?
Immer im entsprechenden Datenblatt zu einem Bauteil. In diesem Fall gibt es zur Z80 CPU ein Datenblatt z.B. von ZILOG

http://www.z80.info/zip/z80cpu_um.pdf

Jedes Bauteil, egal ob nun im Computer oder sonstwo verbaut, hat im Normalfall ein Datenblatt, aus dem man alle für ein Design oder einen Fehlerfall notwendigen Daten heraus lesen kann.

Nehmen wir das mal zum Anfang.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Jens » 21.05.2017, 22:32

Prima. Danke für die Infos!! Ich hatte dies hier gefunden:

http://lateblt.tripod.com/bit62.txt

Nach Pauls Anleitung habe ich nun mit einem Voltmeter PIN 6 der CPU gemessen und komme auf 2.16V

Mein (ich kenne mich damit nicht richtig aus) kleines Digital-Oszi (DS203) zeigt dieses Bild:
ClockPIN6.jpg
ClockPIN6.jpg (35.57 KiB) 1014 mal betrachtet
Heißt das, ich habe eine Clock? Das wäre doch mal was...

Gruß und Dank
Jens
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von tokabln » 21.05.2017, 22:41

Also es sieht zwar nach einen Signal aus (von einem Rechteck weit entfernt) aber irgendetwas macht mich dabei stutzig.
Die unten links angegebenen +9,6V (Delta) sind nämlich falsch. Das Clock Signal kann maximal +5V sein. Bedenke, im Zeddy ist ein Spannungsregler vom Typ 7805 drin! Der macht (normalerweise) aus den vom Netzteil kommenden +9V (ist im Normalfall eher mehr) +5V für die im Zeddy verwendeten (TTL) ICs. Daher kann die Clock nicht mehr als einen Spannungspegel von +5V haben. Dein Oszilloskopbild zeigt aber annähernd irgendetwas mit 6V bzw. unten links gar Delta 9,6V. Für mich sieht das eher nach den +9V (aber ungeglättet) aus. Denn das gemessene Signal geht jeweils über zwei Käsekästchen (also ein voller Durchgang). Das heisst es hat eine Dauer von sagen wir mal rund 200us.

Die Frequenz ist mathematisch... F = 1/T... in Deinem Fall F = 1 / 200us... (jedes Käsekästchen = 100 us Dauer) sprich das Ergebnis spiegelt hier nicht die erhofften 3.25 MHz wieder sondern ? Also kann Dein (gemessenes) Signal nicht stimmen.

Hast Du die Probe mit Masse verbunden? Sprich die Spitze Deiner Probe geht an Pin 6 und die sogenannte Krokodilklemme muß mit Masse (GND) vom Zeddy verbunden sein.

Hier mal ein Bild einer Probe, damit Du verstehst was ich meine. Warum heisst die schwarze Klemme Krokodilklemme? Schau sie Dir einfach mal an, dann kommst Du drauf.
image.jpeg
image.jpeg (46.48 KiB) 1013 mal betrachtet
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Jens » 21.05.2017, 23:02

Hey Torsten.

Ja, ich habe das mit der Masse verbunden.

PIN 11 der CPU zeigt 4.97V - das sollte passen (mein Multimeter ist günstig).

Mit fällt auf, das der 7805 (die Aluplatte daran) sehr heiß wird - ebenso das ROM - die ULA und auch die CPU sind mäßig warm.

Die Bauteile funktionieren übrigens alle (habe die bei einer anderen Platine getestet).

Bei der Platine wurde auf der Unterseite eine Leiterbahn getrennt - diese habe ich aber wieder verbunden.

Ich werde mich mal mit dem Oszi beschäftigen (gundlegend) - und habe auch ein altes "nicht digitales" Oszilloskop.

Dann messe ich nochmal... aber nicht mehr heute (ich muss das gelernte Wissen ja auch erst Mal verarbeiten)...

Gruß
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Jens » 21.05.2017, 23:10

Doch noch eine (schnelle) Messung (Kanal A = Blau = 2V).

Das Bild konnte ich nicht digital speichern (weil dann das Kästchen unten Rechts nicht angezeigt wird - deshalb ein Handyfoto):

ClockPIN6_2.jpg
ClockPIN6_2.jpg (105.96 KiB) 1004 mal betrachtet

Gruß
Jens
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von tokabln » 21.05.2017, 23:12

Also wenn das ROM heiß wird, dann nimm es doch mal raus. Dann startet zwar der Zeddy nicht, aber eine Clock wird weiterhin an die CPU geliefert. Wird der 7805 dann immer noch heiß? Wenn nein... dann kann es sein, dass das ROM zuviel Strom zieht, somit wahrscheinlich defekt ist. Wenn der 7805 weiterhin heiß wird, dann liegt der Fehler woanders.

Es zieht also irgendetwas wohl mehr Strom als geplant... und diesen Kandidaten gilt es zu finden. Ich will jetzt nicht unken... aber eventuell die ULA?

Nachtrag zu Deinem Bild... ausser das sich die Zeitbasis nun auf 200us pro Käsekästchen verändert hat, keine Änderung. Nee stimmt nicht... Vpp 5,36V. Aber auch das kann nicht stimmen. Die Clock wird nicht über 5V liegen.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 21.05.2017, 23:42

Hallo Jens,
Deine Bilder sehen schon sehr merkwürdig aus. Ich vermute, dass schon die Spannungsversorgung nicht stimmt. Ein CLK-Signal ist das jedenfalls nicht, da die Frequenz um den Faktor 500 daneben liegt. Benutzt Du einen ZX81-9V-Trafo oder ein Schaltnetzteil? Denn danach sieht Deine Kurve (5kHz Schwingung) eher aus.
1. Miss mit einem Multimeter die +5V Betriebsspannung z.B. am äußeren Pin des 7805. Teile sie uns mit.
2. Schließe dort auch Deinen Digi-Oszi an: Die Kurve muss weitgehend geradlinig sein (schalte den Eingangskanal [blaue Kurve] am besten auf DC).

Wenn dies alles stimmt, so können wir weiter diskutieren.
Gruß, Heinz

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von siggi » 22.05.2017, 13:35

Haben die Tastköpfe des Oszis einen umschaltbaren Spannungsteiler "1:1" bzw. "1:10" eingebaut? Und wenn ja: passt die Einstellung des Oszis dazu?
Wenn nein, liegen die am Oszi angezeigten Spannungswerte halt locker um den Faktor 10 daneben .....
Mein ZX81-Web-Server: online seit 2007
http://zx81-siggi.endoftheinternet.org/index.html

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von msch » 22.05.2017, 14:51

Ich bin ja kein Profi, würde aber mal als Referenz eine simple Messung an einem Netzteil (oder einem funktionierenden Referenz-Zeddy) machen, um zu überprüfen, ob die angezeigten Messwerte plausibel sind. Und was den 7805 angeht, der wird doch eigentlich immer heiss...
manche meinen lechts und rinks kann man nicht velwechsern.
werch ein illtum! (Lichtung, Ernst Jandl)

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 22.05.2017, 15:44

Hallo Jens,
hier die Oszillogramme zum clock=CLK: Beachte die Zeitbasis 0.1µsec
An der ULA Pin14 (ULA=2C210):
Pin14ULA.jpg
Pin14ULA.jpg (21.77 KiB) 934 mal betrachtet
An der CPU Pin6:
Pin6.jpg
Pin6.jpg (23.83 KiB) 934 mal betrachtet
An der Basis von Tr2 (oder an R6/C7):
C7.jpg
C7.jpg (17.35 KiB) 922 mal betrachtet
Gruß, Heinz
EDIT: Der Signalverlauf in Bild 3 hat mit gar nicht gefallen, und ich habe mit einem analogen Oszi nachgemessen: Da gibt es keine Überlagerungen des CLK-Signals mit höherfrequenten Schwingungen wie oben im Bild (Kriseln). Ursache dieses Messfehlers ist wahrscheinlich das von Ingo in einem früheren Post beschriebene Überschwingverhalten des kleinen Digioszis DS203 bei Frequenzen nahe der oberen Grenzfrequenz von 10MHz.

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Jens » 22.05.2017, 22:41

Hey Jungs!

Danke für die Hilfe.

Ich benutze ein Schaltnetzteil und es kommen 11.77V raus. Eine andere (funktionierende ISSUE ONE) dient ab jetzt als Referenz (hier "R" genannt)...


Heinz schrieb:
1. Miss mit einem Multimeter die +5V Betriebsspannung z.B. am äußeren Pin des 7805. Teile sie uns mit.
2. Schließe dort auch Deinen Digi-Oszi an: Die Kurve muss weitgehend geradlinig sein (schalte den Eingangskanal [blaue Kurve] am besten auf DC).
zu 1: Beim R-Rechner messe ich 4.97V - beim defekten ebenfalls 4.97V

zu 2: Beide zeigen eine gerade Linie

Die Signale an PIN 6 der CPU sehen bei beiden Rechnern nahezu gleich aus:


IMAG001.jpg
Referenzzeddy
IMAG001.jpg (36.78 KiB) 906 mal betrachtet
IMAG002.jpg
Defekter Zeddy
IMAG002.jpg (36.7 KiB) 906 mal betrachtet


Gruß
Jens
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 22.05.2017, 23:28

Hallo Jens,
na prima, dann hast Du ja jetzt den Takt auch auf dem defekten! :D Im post
viewtopic.php?f=2&t=2362#p30251
sah das noch ganz anders aus. Insbesondere die Zeitbasis von 200µs.
Falls der Zeddy immer noch kein Bild liefert, so folge sbetamax' Empfehlung und entferne R30, der "USA only" verwendet wird.
Falls noch nichts geht, schau Dir das TV-Signal an Pin16 ULA an.
Im Übrigen empfehle ich, wenn schon Schaltnetzteile, dann nicht über 9V! Sonst wird der 7805 zu heiß! Das ROM sollte eigentlich kalt bleiben. Wird es bei Dir wirklich deutlich warm?
Gruß, Heinz

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Paul » 23.05.2017, 06:20

Hallo Jens,
miss bitte mal mit dem Multimeter die Spannungen am ROMCS (PIN 20)
und falls sie sich ähneln, mach bitte mal Bilder mit dem Oszi davon.
Liebe Grüße
Paul
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von tokabln » 23.05.2017, 09:30

Also bei aller Liebe zu Deinen Oszilloskopbildern... das kann nicht stimmen, zumal eine solche Deckungsgleichheit Deiner "Clockbilder" nicht anzunehmen ist, zumindest nicht im Fall des Zeddies.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 23.05.2017, 12:40

Paul hat geschrieben:
23.05.2017, 06:20
Hallo Jens,
miss bitte mal mit dem Multimeter die Spannungen am ROMCS (PIN 20)
und falls sie sich ähneln, mach bitte mal Bilder mit dem Oszi davon.
Liebe Grüße
Paul
Hallo Paul,
so sieht das bei mir aus (getriggert auf Impulsbreite>Delta T = 2.37µs)
ROMCS.jpg
ROMCS.jpg (23.32 KiB) 849 mal betrachtet
Was kannst Du denn solchem Bild entnehmen?
Gruß, Heinz

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Paul » 23.05.2017, 14:01

Das ROM wird angesprochen.
ROMCS ist nicht dauernd Low oder High.
Somit muss die CPU laufen :wink:
Und es ist nicht wieder das gleich Clock-Bild :mrgreen:
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 23.05.2017, 14:52

tokabln hat geschrieben:
21.05.2017, 22:41
Die unten links angegebenen +9,6V (Delta) sind nämlich falsch.
Hallo Torsten,
die 9,6V sind nicht der Spannungswert Upp (peak-peak), sondern der Abstand der beiden horizontalen, gestrichelten Linien, die auf diesem scope V1 und V2 heißen. Diese Linien kann man verschieben und dann Upp ablesen. Das hat Jens hier aber nicht gemacht.

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 23.05.2017, 15:11

@Jens: Tausche C3 (22...100µF) unterhalb des egde connectors aus. Ein solch ausgetrockneter C3 in Zusammenhang mit Schaltnetzteilen war bei mir einmal der Übeltäter.
Und wie sieht denn das Oszillogramm an Pin6 wirklich aus: Wie in
viewtopic.php?f=2&t=2362#p30251
oder doch wie in
viewtopic.php?f=2&t=2362#p30279
Wenn letzteres, war dann das erstere ein Messfehler oder hast Du Tr2 ersetzt?

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von sbetamax » 24.05.2017, 12:58

Moin,
bei meinem Zeddy sah der Takt auch sehr Sägezahnmässig aus.

Jens welche Spannung hast du am RESET Eingen der CPU? Wenn dauerhaft 0V wäre das der Grund für ein nicht starten.
Gruß Stephan
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von Jens » 24.05.2017, 19:23

Heinz schrieb:
@Jens: Tausche C3 (22...100µF) unterhalb des egde connectors aus
Hab ich ausgetauscht. Keine Änderung...

@sbetamax: an PIN 26 (RESET) der CPU messe ich 0.86V, bei meinem Referenz-Zeddy aber 1.70V

Das ROM wird sehr heiß (ebenso die ULA und die CPU), mehr als bei anderen Zeddys. Das RAM bleibt kalt. Ich habe auch mal eine Speichererweiterung angeschlossen (damit das interne RAM abgeschaltet wird)... nix :-\ Leider ist das RAM eingelötet (alle anderen IC´s sind gesockelt). Kann ich am RAM evtl. etwas feststellen?? An PIN 1 vom RAM messe ich 3.7V...

Gruß
Jens
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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 24.05.2017, 19:34

.
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 24.05.2017, 19:47, insgesamt 2-mal geändert.

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von ZX-Heinz » 24.05.2017, 19:44

Jens hat geschrieben:
24.05.2017, 19:23
Das ROM wird sehr heiß (ebenso die ULA und die CPU), mehr als bei anderen Zeddys. Das RAM bleibt kalt. Ich habe auch mal eine Speichererweiterung angeschlossen (damit das interne RAM abgeschaltet wird)... nix :-\ Leider ist das RAM eingelötet (alle anderen IC´s sind gesockelt). Kann ich am RAM evtl. etwas feststellen?? An PIN 1 vom RAM messe ich 3.7V...
An Pin1 des RAMs liegt die Adressleitung A1, auf dem Oszi sollten da wechselnde Signale auftreten, und Deine Messung von 3.7V deutet darauf hin, dass das auch so ist. Stelle aber mal ein Oszillogramm ein, ob sich da wirklich was bewegt. Falls sich was bewegt, so könnte Deine Messung am CPU-Pin26 (RESET) eigentlich nicht stimmen.

An Pin26 CPU müssen die 1.7V, besser noch mehr, anliegen. Bei Deinen 0.86V wird das als LOW interpretiert, und die CPU käme nicht aus dem RESET heraus. Überprüfe R15 auf Durchlass (220k) und den 1µF Kondensator C5 oberhalb des ZX81-ROMs, ob er keinen Kurzschluss hat.

Sehr problematisch erscheint mir die Erwärmung des ROM, das eigentlich ganz kalt bleibt. Vielleicht arbeiten ULA/CPU und ROM gegeneinander. Empfehlung: Oszi an ROM-Pin20 und Bild hier einstellen. Das hatte Paul auch schon vorgeschlagen. Eventuell dazu auch ULA-Pin13 (auch ROMCS).
Gruß, Heinz

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Re: Technikhilfe für Anfänger

Beitrag von sbetamax » 24.05.2017, 22:35

Hallo Jens,
das mit dem RESET ist etwas seltsam.
an Pin 26 hängt ein KondensatorC5 nach Masse und ein Widerstand R15 nach +5V. Beim einschalten läd sich der Kondensator auf und die Spannung läuft von 0V in Richtung 5V hoch. Und gibt bei einem Bestimmten Wert die CPU frei, die dann ab Adresse 0 loslegt. Der Widerstand ist mit 220k Ohm recht hochohmig und kann je nach Messgerät vielleicht zu einer Spannungsanzeige von 1,7V führen aber die 0,86V sind definitiv zu wenig. Ich tippe auf den Elko C5.
Gruß Stephan
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