PC040DA

[gc339]

- il faudrait une capa de découplage par broche d'alim des TTL et les mettre au pied des composants.

Les circuits utilisés ne sont pas des TTL mais des CMOS de la famille HCT. Vu leur consommation et la taille du circuit imprimé, j'ai considéré qu'un seul découplage par alimentation suffirait.

- tu devrais grossir les pistes d'alim et de massz , certe il n'ya pas de courant mais cça limite les parasites.

C'est la première fois que j'utilise Eagle et je découvre ses possibilités au fur et à mesure. J'ai routé les circuits sans trop m'y attarder pour me confronter au plus vite avec la visualisation 3D afin de pouvoir présenter quelque chose ici sur Gamoover.
C'est cependant une bonne remarque facile à mettre en oeuvre, il suffit de modifier la largeur dans les attributs des pistes considérées.

- il manquerait des plans de masse dessus / dessous avec une matrice de vias.

Je n'ai pas encore expérimenté la création de plans de masse, ce sera une prochaine étape, c'est pourquoi les deux circuits présentés n'en comportent pas pour l'instant.

Qui dit vias, dit trous métallisés si ces premiers sont nombreux, c'est ce que je veux éviter pour une réalisation artisanale des circuits-imprimés :

L'utilisation généralisée de composants CMS aurait certes permis de minimiser la surface du circuit imprimé mais aurait imposé de nombreux vias pour assurer les continuités d'une face à l'autre. L'emploi de composants standard est préférable pour une réalisation artisanale car les continuités peuvent alors être assurées par les pattes de ceux-ci, nul besoin d'avoir des trous métallisés si les soudures sont bien effectuées sur les deux faces quand nécessaire.

- pourquoi ne pas avoir tout passé en CMS ? Ça aurait facilité ton routage.

J'ai effectivement tenté de router le circuit avec des puces CMS pour avoir une idée du rendu et bien sûr cela nécessitait de nombreux vias. Vu le nombre nécessaire, la réalisation d'un circuit imprimé avec des trous métallisés s'imposerait, ce que je veux à tout prix éviter pour la raison évoquée ci-dessus.

[aje_fr]

Salut,
 Tu sais, en tant que particulier, tu peux faire réaliser des PCBs à prix raisonnable.
 Je faisais mes PCBs moi même avant mais franchement c'est beaucoup plus pratique de les faire réaliser, le résultat final est vraiment plus pro et propre et tu peux te permettre beaucoup plus de choses !
 C'est vrai que eagle, je m'en suis servi il y a longtemps, je crois que c'était relativement simple pour faire des plans de masse.

 J'ai oublié de te répondre hier à propos des TTL que tu utilises, ils ne sont pas si parfait que ça à l'état haut en fait.
 Ce qu'il faut savoir c'est comment c'est fait à l'intérieur, tu dois sûrement savoir que les sorties sont faites à base de MOS, pour l'état bas ce sont des MOS canal N qui servent, pour l'état haut, ce sont des MOS canal P.
 Et comme tu le sais, les canals P ont de bien moins bonnes caractéristiques que des canal N, leurs résistance rdson est beaucoup plus élevé que des canal N.
 On voit d'ailleurs dans les caractéristiques techniques des HCT que le VOH à de grands variations dû à cette non maitrise de cette résistance :
 http://www.cl.cam.ac.uk/teaching/2003/DigElec/part2-data.pdf
 Lorsque le circuit est alimenté en 4,5v et avec 6mA de charge l'état haut peut varier entre 3,98 et 4,32v soit un delta de 0,34v
 Alors que le VOL varie lui de 0,15v à 0,26v soit un delta de 0,11v dans de mêmes conditions.
A bientôt

[gc339]

Ce qu'il faut savoir c'est comment c'est fait à l'intérieur, tu dois sûrement savoir que les sorties sont faites à base de MOS, pour l'état bas ce sont des MOS canal N qui servent, pour l'état haut, ce sont des MOS canal P.
 Et comme tu le sais, les canals P ont de bien moins bonnes caractéristiques que des canal N, leurs résistance rdson est beaucoup plus élevé que des canal N.
 Lorsque le circuit est alimenté en 4,5v et avec 6mA de charge l'état haut peut varier entre 3,98 et 4,32v soit un delta de 0,34v
 Alors que le VOL varie lui de 0,15v à 0,26v soit un delta de 0,11v dans de mêmes conditions.

Effectivement, c'est même plus important que cela si j'en crois les courbes issues de la page 34 de ce guide utilisateur : https://assets.nexperia.com/documents/user-manual/HCT_USER_GUIDE.pdf

Avec le réseau R2R, chaque sortie est chargée par une résistance équivalente à 3R soit 30kΩ dans le cas du réseau 4310R-R2R-103LF Bourns. Chaque sortie, selon son état logique, devra donc fournir ou absorber un courant de 5 ÷ (30 × 10⁺³) soit 167 µA.
Difficile à partir des abaques ci-dessus d'estimer la perte dans les transistors MOS complémentaires car leurs échelles ne sont pas dilatées près de l'origine comme elle pourraient l'être avec une échelle logarithmique, l'ordre de grandeur semble être la cinquantaine de mV.

Ce qui risque le plus de poser problème, c'est le filtre passe bas constituée de l'impédance de sortie du réseau R2R, 10 kΩ avec le réseau pressenti et les différentes capacités parasites.

Rien que celle d'entrée du LT1806, typiquement 2 pF, constitue un filtre dont la fréquence de coupure est telle que F = 1÷ (2 × π × 10 × 10⁺³ × 2 × 10^-12) ≈ 8 MHz. Avec une horloge pixel à 6 MHz, et la capacité parasite du switch HCT4053 non incluse dans ce calcul, ce filtre passe bas parasite risque d'être trop restrictif et de déformer le signal vidéo.
La solution serait de disposer d'un réseau R2R moins résistant, le hic étant que les différents fournisseurs ne stockent que cette valeur de 10 kΩ. En cas de problème rédhibitoire, il sera peut être nécessaire de réaliser un réseau R2R personnalisé à l'aide de résistances CMS discrètes ou bien regroupées en boîtier SIL.

Etant donné que je suspectais un dysfonctionnement entre la version 6.4 d'Eagle utilisée et le script ULP (User Language Program) conçu pour les versions 5.x d'Eagle, script qui permet de créer les fichiers pov-ray, j'ai voulu le vérifier avec une version antérieure du logiciel. Non seulement il a fallu redessiner le schéma et réimplanter le circuit, mais il a fallu aussi refaire les composants personnalisés dans la bibliothèque utilisateur car ils n'étaient pas compatibles avec cette version antérieure du logiciel.

Le schéma redessiné, version LT1806S8 :

La nouvelle implantation :

• A défaut de plan de masse, les pistes des alimentations ont été élargies.
• La barrette de picots a été implantée coté soudures pour contourner le problème d'inversion de la numérotation des broches.

La vue 3D coté composants, il reste encore un problème de décalage avec la barrette à picots :

La vue 3D coté soudures, même problème avec la barrette à picots, les pattes des condensateurs n'ont pas été raccourcies :

Après tout, le décalage de la barrette est peut-être dû à un paramètre dans le fichier d'assignation. En fait il y en a deux, "3dpack.dat" pour les composants standards et "3dusrpac.dat" pour regrouperr les composants créés par l'utilisateur.
Comme la barrette à 19 picots n'existait pas à l'origine dans la bibliothèque standard d'Eagle, elle a d'abord été extrapolée à partir d'une barrette à 20 picots référencée "MA20-1W" et ensuite placée dans la bibliothèque utilisateur d'Eagle sous la référence "MA19-1W".
C'est à partir du fichier "3dpack.dat" qu'a été dupliquée la ligne d'assignation d'une barrette à picots existante (CON_PHW_1X19) pour la placer dans le fichier "3dusrpac.dat" et lui affecter le nouveau composant "MA19-1W" créé dans la bibliothèque utilisateur d'Eagle.
La ligne d'assignation comporte plus d'une trentaine de paramètres séparés par le caractère ":" dont 3 concernent le décalage correctif en X, Y et Z : http://perso.numericable.fr/pboucheny/eagle3d/fichierassign.htm.

Et là, dans la ligne originale, le paramètre 17, celui correspondant à l'axe Z n'est pas nul puisque égal à -3,8 mm :

MA19-1W:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:-3.8:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:CON_PHW_1X19(:Stiftleiste 2,54MM Raster Winkel (con-lstb.lib):Header 2,54MM Grid 90deg (con-lstb.lib)

Modification de la ligne pour annuler le décalage en Z :
 

MA19-1W:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:CON_PHW_1X19(:Stiftleiste 2,54MM Raster Winkel (con-lstb.lib):Header 2,54MM Grid 90deg (con-lstb.lib)

Régénération de la visualisation, et c'est maintenant OK, la barrette à picots se retrouve disposée au bon emplacement. Bizare cet offset en Z qui n'avait pas lieu d'être dans la ligne du fichier original :

Idem pour la vue coté soudures, les pattes des condensateurs sont toujours aussi longues !

[kaneda56]

Hop!

Les après midi pluvieuses de ces derniers temps ont été le théatre de quelques divagations, histoire de tuer le temps. Comme certains de vous le savent déjà, je suis infirmier et j'ai régulièrement en ma possession des bistouris chirurgicaux très très acérés. Ils m'ont permis de faire un petit travail d'archéologue 

Pour ceux qui ça intéresse, voici donc un pc040da (le défectueux que m'a renvoyé GC339) débarassé de sa robe de céramique. Les 3 petits chip sont eux même englués dans une céramique différente qui sera plus difficile à avoir, mais qui sait, peut etre que vous aurez droit à un striptease intégral un jour 

[maldoror68]

  t'es notre Dr house à nous 

[AsPiC]

Bravo pour ta patience

[gc339]

La deuxième photo retravaillée avec The Gimp :

Beau boulot de chirurgie ! Bravo pour avoir réussi à le dépiauter aussi proprement avec un scalpel ! Tu n'aurais pas par hasard déjà exercé ton talent sur des os fossilisés de dinosaures ?

• Les broches Data 0 et Data 1 sont dupliquées respectivement sur les pattes 2 et 1. Je les avais sondées en court circuit avec la masse sur ce même PC040DA. C'est vrai que je n'avais pas sondé les autres broches avec la masse car elles avaient déjà été repérées avec l'autre PC040DA qui était fonctionnel, sinon j'aurais pu constater le même court circuit avec la masse sur les pattes 14 et 15.
• On distingue bien les résistances de rappel au +5 volts sur les entrées de blanking ainsi que celle l'horloge pixel, j'ai ainsi pu mesurer leurs valeurs que j'ai reportées sur la photo.
• On distingue aussi le condensateur de découplage sur le +5 volts, je n'ai pas pris le risque de la mesurer.

Te serait il possible de prendre une meilleure photo de l'autre face, avec la plaquette la plus horizontale possible et d'un peu plus près pour qu'elle occupe toute la largeur de la photo ?

[gc339]

Première photo retravaillée avec The Gimp :

Sur cette face, on dirait qu'il y a par endroit deux épaisseurs de pistes conductrices, témoin ces petites surfaces blanches de part et d'autre des pistes qui semblent en chevaucher d'autres.

[speedsterharry]

Alors kaneda, pas encore fabriqué le typon pour refaire le circuit ? Ca serait sympa de voir si le composant de gc339 remplace bien celui d'origine.

[kaneda56]

Te serait il possible de prendre une meilleure photo de l'autre face, avec la plaquette la plus horizontale possible et d'un peu plus près pour qu'elle occupe toute la largeur de la photo ?

Je vais ressortir un vieil apn sony qui était très à l'aise en macro dans mes souvenirs, wait and see!

[dapsaille]

j'adore (ok pas contstructif pour deux ronds mais quand même faut le dire, le répéter, le crier) 

[gc339]

Première étape vers la réalisation d'un prototype en mini-wrapping, la préparation de la plaquette support :

Recto

Verso

Les 19 broches ont été réalisées avec des queues de résistances, des ponts de soudure les relient avec la barrette de mini-wrapping taille basse implantée au recto.


Le prototype une fois câblé, les puces sont embrochées sur des supports à wrapper et le câblage en mini-wrapping conforme au dernier schéma publié est réalisé au verso de la plaquette :

Pour les tous premiers tests le réseau R2R a été récupéré sur une épave, il est à base de résistances de 1 kΩ, valeur dix fois plus faible que celles du seul réseau Bourns (4310-R2R-103LF ) disponible sur stock dans le commerce.
De même un vulgaire amplificateur opérationnel, un LM318, fera provisoirement office d'amplificateur vidéo. Comme il n'est pas de type "rail to rail", son alimentation est réalisée non pas symétriquement en ±5 volts mais asymétriquement en +12/-5 volts pour ne pas raboter le signal vidéo en sortie quand son amplitude avoisine les 5 volts.

La plaquette a été embrochée sur le banc de test pour les essais statiques :

Le premier test consiste à mesurer la tension en sortie sur la broche 3 de la plaquette DAC en fonction de la valeur binaire imposée en entrée par les dip-switches du banc de test.

• Tous les switches sur ON, niveau logique 0 sur toutes les entrées (broches 15 à 19 ) : -0,01 volt en sortie.
• La séquence suivante consiste à mettre sur OFF un seul switch à la fois pendant que tous les autres restent sur ON, ce qui permet de tester individuellement chaque poids binaire et de mesurer la tension correspondante en sortie :
  

  ◦ 1	er	switch sur OFF,	combinaison 00001,	niveau 1 sur patte 15 :	0,145 volt.
  ◦ 2	ème	switch sur OFF,	combinaison 00010,	niveau 1 sur patte 16 :	0,305 volt.
  ◦ 3	ème	switch sur OFF,	combinaison 00100,	niveau 1 sur patte 17 :	0,624 volt.
  ◦ 4	ème	switch sur OFF,	combinaison 01000,	niveau 1 sur patte 18 :	1,25 volt.
  ◦ 5	ème	switch sur OFF,	combinaison 10000,	niveau 1 sur patte 19 :	2,52 volts.

• Tous les switches sur OFF, niveau logique 1 sur les 5 entrées (combinaison 11111 ) : 4,93 volts en sortie.

Les valeurs semblent correctes, chacune est bien le double de la précédente à quelques pouièmes près.
Y compris la dernière, quand tous les switches sont à OFF, à condition de la majorer du plus faible échelon : 4,93 + 0,145 = 5,075 ≈ 5,04 (2,52 × 2 )

Le deuxième test consiste à afficher une valeur quelconque sur ces 5 switches, puis de manipuler les 3 entrées de blanking (broches 9, 10 et 11 ) avec les switches dédiés, et de vérifier que la sortie sur la broche 3 s'annule, c'est à dire qu'elle soit bien à 0 volt, dés que l'un de ces signaux est actif.
Puis qu'elle reprenne son ancienne valeur aussitôt que le signal de blanking s'inactive.
RAS de ce coté, le dispositif de blanking à base du switch analogique HCT4053 fonctionne sans problème.

La prochaine opération, qui n'est pas indispensable, consiste à vérifier les tensions de déchet en entrée du réseau R2R. Comme aje-fr l'a fait remarqué, les transistors de sortie des portes CMOS ne sont pas des switches parfaits car ils possèdent une certaine résistance rdson non négligeable qui entraine une petite chute de tension sur les entrées du réseau R2R. Effet qui risque d'être beaucoup plus important avec le réseau R2R récupéré car il sollicite théoriquement un courant décuple par rapport au réseau R2R Bourns envisagé à l'origine.

[maldoror68]

miam, un bon viex wrapping  ça me rappelle de bon souvenirs micro..

[mike796]

Salut,
je suis nouveau sur le forum et je viens de découvrir ce topic.
Je suis électronicien aussi donc je suis en mesure de comprendre ce reverse engineering et vais le suivre avec intérêt...
Quand je vois ce que Kaneda et gc339 ont fait, j'ai envie de dire que je suis fier d'être votre compatriote
Bon courage pour la suite. 

[gc339]

@mike796

Bonjour et bienvenue, il est usuel pour tous les nouveaux arrivants d'écrire quelques mots pour se présenter :  The Topic of the Welcome


Mesure des tensions de déchet en sortie du sextuple latch 74HCT174.

• Le +5 volts a été mesuré à 4,92 volts exactement
• En premier, des niveaux logiques 0 ou zéro volt théorique ont été imposés sur toutes les sorties sauf une qui est fixée à 1. Et ceci consécutivement pour la sortie de poids le plus fort (MSB), de poids médian, et pour finir celle de poids le plus faible (LSB).
• En second, ce sont des niveaux logiques 1 ou 4,92 volts théoriques qui ont été imposés sur toutes les sorties sauf une qui est fixée à 0. Toujours consécutivement pour les mêmes sorties.

+5 volts = 4,92 V	* | *	Sorties latch 74HCT174	* | *
Toutes les entrées à zéro sauf : Broche 19 à 1 Broche 17 à 1 Broche 15 à 1 Toutes les entrées à un sauf : Broche 19 à 0 Broche 17 à 0 Broche 15 à 0	| | | | | * | | | | |	5Q (12 ) | | 4Q (10 ) | | 3Q (7 ) | | 2Q (5 ) | | 1Q (2 ) 4,87 | 0,09 | 0,04 | 0,02 | 0,01 0,04 | 0,08 | 4,86 | 0,08 | 0,05 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,09 | 4,87 5Q (12 ) | | 4Q (10 ) | | 3Q (7 ) | | 2Q (5 ) | | 1Q (2 ) 0,01 | 4,89 | 4,90 | 4,90 | 4,89 4,88 | 4,89 | 0,02 | 4,89 | 4,89 4,89 | 4,90 | 4,89 | 4,89 | 0,02	| | | | | * | | | | |
	*		*

Dans le premier cas, la tension de déchet pour le 1 logique peut atteindre les 60 mV et pour le 0 logique avoisiner le 0,1 volt (90 mV plus exactement).
Dans le second cas, la tension de déchet peut atteindre les 40 mV pour le 1 logique et les 20 mV pour le 0 logique.

Le réseau R2R utilisé pour ce test est un réseau de récupération, sa résistance de base (1 KΩ ) fait soutirer des courants non négligeables aux transistors de sortie des latches, étant données les tensions de déchet mesurées ci-dessus.
La valeur standard de 10 KΩ des réseaux R2R disponibles sur stock dans le commerce devrait permettre d'espérer une tension jusqu'à 10 fois moindre, mais il faut tenir compte de l'association avec les capacités parasites de l'amplificateur de sortie qui risque de restreindre la bande passante de celui-ci. La solution définitive sera probablement une valeur intermédiaire pour le réseau R2R qu'il faudra alors réaliser à partir d'éléments discrets :

• Réseau SIL à 5 résistances indépendantes pour celles de valeur R. Le choix des valeurs étant limité à la série E6, ce seront donc des réseaux de 2,2 KΩ, 3,3 KΩ ou bien 4,7 KΩ à 2% de tolérance. Les pattes de ce réseau SIL permettront de réaliser les continuités entre face soudure et face composants si besoin est pour éviter les trous métallisés qui renchériraient le coût du circuit imprimé.
• Résistances CMS à 1% pour limiter l'encombrement (boîtier 1206 ) pour les résistances de valeur 2R. Donc résistances de 4,42 KΩ, 6,65 KΩ ou 9,31 KΩ, valeurs les plus proches de la théorie dans la série E96.

Maintenant préparation du matériel pour les essais dynamiques.

Tout d'abord, opération de dessoudage pour récupérer proprement les trois PC040DA de la carte Opération Wolf HS gentiment offerte par supercarotte :

Ensuite soudure de trois barrettes à contacts tulipe dans les trous libres des PC040DA de la carte Opération Wolf que de kaneda a utilisée comme donneuse d'organes pour réparer sa carte bubble bobble. Cette carte était intéressante car elle fonctionnait avant le prélèvement, kaneda me l'a bien volontiers donnée plutôt que de me la prêter juste pour le temps d'un test comme je lui avais demandé :

En fait la périlleuse opération de dessoudage exécutée par kaneda n'a pas été aussi catastrophique qu'il le redoutait, juste du vernis épargne d'écaillé par endroits et une piste légèrement décollée sur un ou deux mm. Heureusement toutes les pistes martyrisées ont été testées OK à l'ohmmètre :

Cette carte d'Opération Wolf n'est pas au standard Jamma, les connexions sont réalisées sur 5 connecteurs différents,

• le "G" et le "H" sur la carte principale,
• le "X", le "N" et le "T" sur la carte fille du son.

Seule la carte principale est nécessaire pour le test vidéo, donc l'adaptateur Jamma ne devra desservir que les deux premiers connecteurs.

• Le connecteur "G" étant un 2 fois 22 contacts au pas de 3,96, un vieil adaptateur Jamma/Jeutel a été mis à contribution après avoir été préalablement décâblé,
• Le connecteur "H" nécessite un connecteur à sertir de type panduit. Lui aussi a été récupéré sur un moignon de câble qui faisait partie de tout un tas de connecteurs stockés en attente d'une utilisation hypothétique.

Un outil artisanal a dû être réalisé pour pouvoir sertir les fils d'alimentation sur les lyres du connecteur panduit. Cet outil improvisé a pour manche un surligneur desséché et pour tige une lamelle de circuit imprimé époxy entaillée à son extrémité par deux coups de scie à métaux.

Le moignon de câble avec son connecteur panduit et l'outil réalisé.

L'adaptateur Jamma/Opération Wolf réalisé pour cette opération de test.

Test de la carte de kaneda équipée de son nouvel adaptateur Jamma et rééquipée des PC040DA prélevés sur la carte donnée par supercarotte :

La carte est bien OK, la mire de test s'affiche correctement bien que les réglages de cut-off et d'amplitude du moniteur ne soient pas top et qu'une petite perturbation récurrente déforme chaque trait vertical immédiatement en dessous de chaque ligne horizontale :

C'est le moment décisif du test dynamique, un des PC040DA, celui du bleu, a été remplacé par le substitut :

La mire affichée est tout aussi bonne (ou tout aussi mauvaise ), pas plus ni moins de déformations que la précédente avec les trois PC040DA's, les couleurs et surtout le bleu sont restituées à l'identique :

Le substitut de PC040DA a été inséré à tour de rôle dans la barrette tulipe du bleu, puis du vert et enfin du rouge :

Le substitut inséré à la place du PC040DA du rouge. C'est un peu juste, la barrette à wrapper touche presque le PC040DA du vert !

Et à chaque fois, c'est tout bon, aucun défaut notoire décelé sur les différents écrans affichés par la carte :

En définitive, utiliser un amplificateur vidéo "rail to rail" performant comme le LT1806 ne devrait pas apporter grand chose sinon doubler le coût final de chaque exemplaire de substitut. Un presque obsolète amplificateur opérationnel large bande à moins de un euro comme le LM318 convient tout aussi bien comme amplificateur de sortie à condition de prévoir une alimentation positive supérieure à 5 volts.
Le brochage de l'un ou de l'autre étant identique, la solution serait donc de prévoir sur le circuit imprimé :

• Un petit régulateur interchangeable en boîtier TO-92 alimenté par le +12 volts et dont la tension de sortie sera choisie en fonction du type d'amplificateur utilisé :
  • Soit un 78L05 qui délivre du +5 volts, tension adéquate pour un amplificateur de type "rail to rail".
  • Soit 78L08 ou un 78L09, qui délivrent l'un du +8 volts et l'autre du +9 volts, tensions suffisantes pour un amplificateur conventionnel.
• Ou plus simplement, un cavalier ou un pont de soudure pour choisir l'alimentation positive (+12 volts ou +5 volts ) en fonction du type d'amplificateur vidéo équipé.

La prochaine étape sera l'intégration de ce strap ou de ce régulateur dans le projet du circuit-imprimé ainsi que le remplacement du réseau R2R en boîtier SIL en un réseau R2R à résistances discrètes.

Un grand merci à supercarotte et kaneda56 pour le don de ces cartes Opération Wolf sans lesquelles ce test dynamique aurait été impossible.

[ducatman1098]

superbe travail et merci pour les résultats même si c est relativement complexe pour un novice comme moi
Aurais tu la possibilité de me montrer ton cablage sur le connecteur 22 pins afin que je puisse recréer celui ci sur mon connecteur pour mon operation wolf en wip???
merci