HARDWARE ★ Ein Blick in den Farbmonitor des CPC ★

Hinter Glas - Ein Blick in den Farbmonitor des CPC (CPC Amstrad International)
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Hinter Glas

Die meisten CPC-User haben einen Farbmonitor. Was so in seinem intimsten Bereich passiert und wie Sie selbst einmal Hand anlegen können, zeigt Ihnen dieser Beitrag.

Als der erste Computer das Licht der Welt erblickte, war an den Monitor als Ausgabegerät noch lange nicht zu denken. Selbst das Fernsehen steckte noch in den Kinderschuhen. Also bediente man sich eines anderen Gerätes, der Femschreibmaschine. Die erste dafür benutzte war die Teletype-Schreibmaschine.

Die auszugebenden Daten wurden damals seriell an die Ausgabeeinheit übertragen. Das ist bei Großrechenanlagen, bei denen es nur um die zeichenweise Übermittlung von Informationen geht, bis heute so geblieben.

Mit der Entwicklung leistungsfähigerer Speichermedien wurde es möglich. Bildschirminhalte zu speichern (vorerst zeichenweise) und sie damit auf einem elektronischen Medium, dem Monitor, darstellbar zu machen. Monochrome Bildschirme mit zeichenweiser Ausgabe galten selbst noch in den Anfangszeiten des IBM-PC als das Nonplusultra.

Mit der rasch fortschreitenden Entwicklung der Mikroelektronik entstanden immer leistungsfähigere Speicherchips. Der nächste Schritt in der Entwicklung der Monitore war die Schaffung der Möglichkeit, Bilder pixelweise zu speichern und auf dem Bildschirm darzustellen. Damit nicht genug, der Mensch liebt eine farbenfrohe Umgebung, und so wurden auch die Monitore bunt.

Der Mensch liebt's farbig

Das wichtigste Teil des Monitors ist die Bildröhre. Sie ist ein luftleerer Glaskolben. an dessen abgeflachter Vorderseite sich eine Phosphorschicht befindet. Im entgegengesetzten Teil des Glaskolbens werden Elektronen von einer Heizspirale, der Kathode, erzeugt. Die Kathode ist mit einem Material beschichtet, aus dem bei Erwärmung Elektronen austreten. Durch eine an diese angelegte negative Spannung, die ja Elektronen abstößt, werden die Ladungsträger auf die Reise geschickt.

Elektronen auf Reisen

Als erstes passieren sie ein Steuergitter, welches dafür sorgt, daß die Elektronen erst einmal die richtige Richtung bekommen. Des weiteren kann hiermit auch die Menge der Teilchen beeinflußt werden, was sich dann später in der unterschiedlichen Helligkeit der einzelnen Punkte ausdrückt. Die nächste Station ist die Fokussiereinheit. Das klingt zwar recht kompliziert, ist aber im Prinzip nichts weiter als eine Röhre, die für eine Bündelung des Elektronenstroms sorgt. Nun kann man schon von einem Elektronenstrahl sprechen.

Der Strahl passiert die Ablenkeinheit. Bei sehr allen Fernsehern und Oszillographen besteht diese aus je zwei Platten. die horizontal und vertikal angeordnet sind. Durch Anlegen verschiedener Spannungen wird nun der Elektronenstrahl durch Anziehung und Abstoßung in die eine oder andere Richtung abgelenkt. Bei modernen Fernsehern und Computermonitoren übernehmen diese Aufgabe Magnetspulen. Diese sind im Gegensatz zu den Platten außerhalb der Bildröhre angebracht und können damit auch leichter justiert werden. Ein größerer Ablenkwinkel des Elektronenstrahls kann ebenfalls erreicht werden, was entschiedenen Einfluß auf die Baulänge der Bildröhre hat. Nun ist der Weg der Elektronen fast beendet. Diese treffen letztendlich auf die Leuchtschicht und erzeugen dort auf der gewünschten Position einen Leuchtpunkt.

Farbbildschirme sind vom Prinzip her gleich aufgebaut, nur daß alles dreimal vorhanden ist. Für jede der Grundfarben benötigt man eine Anordnung von Kathode, Steuergitter und Fokussiereinheit. Die Ablenkeinheit wird von allen gemeinsam benutzt. Die Leuchtschicht besteht aus einem Punktraster von je drei in den Grundfarben (Rot, Grün, Blau) leuchtenden Punkten. Zusätzlich gibt es bei dem am weitesten verbreiteten Typ der Farbbildröhre, der In-Line-Bildröhre, noch die Schlitzmaske. Sie arbeitet nach dem Prinzip der Lochkamera und sorgt dafür, daß jeder Elektronenstrahl den für ihn bestimmten Farbpunkt auf der Leucht-schicht trifft. Die genauere Einstellung der einzelnen Elektronenstrahlen erfolgt mit kleinen Magneten, die am Röhrenhals befestigt sind. Durch Verdrehung der Magnete erreicht man, daß sich die drei Farbbilder völlig decken. Der Fachbegriff hierfür lautet “EinstelIung der Konvergenz”.

Dreimal Schwarzweiß gibt Farbe

Mit den Homecomputern hielten die farbigen Computerbilder Einzug in unsere Wohnzimmer. Die Color-Monitore CTM 644 und CTM 640 sind die verbreitetsten der Geräte, die dem CPC eine farbige Wiedergabe ermöglichen. Sie unterscheiden sich nur durch die am 644er vorhandene 12-Volt-Stromversorgung für die CPCs mit eingebauten Floppys. Wir wollen Ihnen ihre Funktion am Vertreter CTM 644 etwas näherbringen. Mit einer kurzen Abgleichanleitung wollen wir Ihnen die Möglichkeil geben, das gule alte Stück wieder etwas aufzupeppen. Viele Werkstätten schlagen ja leider unberechtigterweise beim Anblick eines CPC die Hände über dem Kopf zusammen.

Der CPC-Monitor ist im Prinzip nichts weiter als ein sehr stark abgerüsteter Fernseher. Er setzt sich zusammen aus: dem Netzteil, welches den CPC mit Strom versorgt, den Generatoren für die Horizitontal- und Vertikalablenk-frequenz, der Videoendstufe, der Hochspannungserzeugung und der Bildröhre. Der CPC liefert die einzelnen Farbwerte Rot, Grün und Blau (RGB-Si-gnal) und ein Signalgemisch aus den beiden Synchronimpulsen.

Für die Aufbereitung dieser Signale ist keine aufwendige Elektronik mehr nötig. Das RGB-Signal wird direkt der Video-Endstufe, die lediglich aus drei Transistoren, ein paar Widerständen und einigen Kondensatoren besteht, zugeführt. Die verstärkten RGB-Werte werden nun zu den Kathoden der Bildröhre weitergeleitet. Hier bestimmen sie die Stärke des Elektronenstroms zur Bildfläche und damit die Helligkeit der einzelnen Farbpunkte. Das Synchrongemisch wird getrennt und jeweils dem Horizontal- und Vertikalgenerator zugeführt.

Prinzip einer In-Line-Farbbildröhre >>

Der CPC liefert ein schon fast darstellbares Signal

Jedes Gerät ist einer Alterung unterworfen. So kommt es eben auch vor, daß sich aus diesem Grund die Bildqualität des Monitors verschlechtert. In der Elektronik versiertere Anwender haben vielleicht auch einmal die eine ödere andere Reparatur an ihrem Monitor selbst vorgenommen. Nun ist ein Neu-abgleich des Monitors nötig.

Im folgenden beschreiben wir Ihnen, wie Sie dabei vorgehen müssen. Vorweg sollten Sie sich genau überlegen, ob Sie diesen Eingriff in das Gerät wirklich durchführen wollen. Vor allem sollten Sie die nötige Erfahrung in solchen Dingen haben. Auch sind einige Werkzeuge und ein Meßinstrument nötig, um alles korrekt durchführen zu können. Alle Schritte sollten Sie mit größter Sorgfalt durchgehen, da sich auf der Leiterplatte ebenfalls Kontakte befinden, an denen Netzspannung liegt. Für das anschließend Beschriebene können wir keine Garantie übernehmen, da Unterschiede zwischen einzelnen Produktionsserien bestehen können.

Folgende Materialien werden benötigt:

  • 1 Kreuzschlitzschraubendreher
  • 1 Schraubendreher 2-3 Millimeter
  • 1 Voltmeter

Vorsicht ist geboten

Als erstes muß man natürlich den Monitor öffnen. Aber nicht vergessen: vorher Netzstecker ziehen!


Aufbau einer Monochrombildröhre

Lösen Sie die vier Schrauben, mit denen die Rückwand befestigt ist. Nehmen Sie diese anschließend ab. Verbinden Sie jetzt wieder den CPC mit dem Monitor. Am besten stellt man ihn nun so vor sich, daß man gute Sicht auf den Bildschirm und auf die Leiterplatte hat. Stecken Sie den Netzstecker wieder in die Steckdose. Ab jetzt äußerste Vorsicht. Schalten Sie wie gewohnt Computer und Monitorein.

Beginnen wir mit der Bildhöheneinstellung. Hierzu zeichnet man mit folgendem kleinen Programm erst einmal einen Kreis auf den Bildschirm:

20 FOR C=1 TO 200 STEP 0.5
30 x=SIN(c/200*pi)*200
40 y=SIN(c/200*pi)*200
50 PLOT x+320, y+200
60 PLOT x+320, 200-y
70 NEXT

Erscheint nach dem Start des Programms mit RUN statt eines Kreises ein Ei auf den Bildschirm, so können Sie dies am Regler VR406, die Bauteile sind auf der Leiterplatte beschriftet, nachstellen.

Nun folgt die Focuseinstellung. Die zur Verwendung kommenden Einsteller befinden sich rechts vorn, an dem meist schwarzen Kunststoffteil. Die Einsteller sind ebenfalls aus Kunststoff und beschriftet. Mit dem Einsteller “Focus” stellen Sie den Kontrast des Bildes auf maximale Schärfe. Anschließend drehen Sie den Helligkeitsregler, an der Seite des Monitors, auf die Stellung mit der geringsten Helligkeit. Nun drehen Sie den Einsteller “Screen” so weit, daß das Bild dunkel erscheint.

Nun zur Helligkeitseinstellung. Trennen Sie den DIN-Stecker (der große mehrpolige Stecker) vom CPC, so daß der Monitor kein Bildsignal erhält. Der Helligkeitsregler ist immer noch auf dunkel gestellt. Suchen Sie jetzt den Transistor Q 802. Er befindet sich auf der Leiterplatte hinten an der Bildröhre, der oberste Transistor. Nun schließen Sie Ihr Meßgerät an den Kollektor des Transistors an. Bei unserem Testmonitor ist dies das nicht bezeichnete Beinchen. Die anderen Beinchen sind mit“E” und “B”auf der Leiterplatte beschriftet. Die andere Leitung Ihres Meßgerätes schließen Sie an Masse an. Eine gute Möglichkeit bietet die Schiene um die große Leiterplatte oder der Außenpol der 5-Volt-Versorgung für den CPC.

Die Anordnung der Teile auf dem Bildröhrenhals

Mit dem Einsteilregler VR 402 gehen Sie nun auf eine Spannung von 120 Volt. Entfernen Sie das Meßgerät wieder. Drehen Sie nun die Helligkeit wieder auf. Sollten Sie selbst in der maximalen Stellung kein Bild mit zufriedenstellender Helligkeit erhalten, so justieren Sie dies mit dem Einsteller “Screen” wieder etwas nach. Das ist meist bei älteren Monitoren der Fall. Bei den Geräten, an denen wir in der Redaktion die Einstellung nachvollzogen haben, konnte ein völlig dunkles Bild an keinem Monitor erreicht werden.

Sollte es sich aus irgendwelchen Gründen einmal als notwendig erweisen, die 5-Volt-Spannung nachzuregeln, so gehen Sie folgendermaßen vor:

Schließen Sie ein Meßgerät an die Buchse für die 5-Volt-Stromversorgung an der Vorderseite des Monitors. Nun stellen Sie am Einsteilregler VR 501 die Spannung auf möglichst genau 5 Volt. Die Abweichung darf höchstens -0,1 Volt betragen.

Um eine gute Schwarzweiß-Wiedergabe in allen Helligkeitseinstellungen zu erreichen, ist eine Anpassung der RGB-Endstufe an die Bildröhre, der Schwarzweiß-Abgleich, nötig. Vorder Einstellung sollte der Monitor mindestens 10 Minuten in Betrieb sein. Stellen Sie den Border mit dem Befehl BORDER 26 auf Hellweiß ein. Suchen Sie die Einsteilregler VR 801 bis VR 805. Sie befinden sich auf der Leiterplatte am Bildröhrenhals und sind farbig gekennzeichnet. Markieren Sie mit einem Stift die Stellungen der einzelnen Regler, um eine eventuell falsche Einstellung wieder rückgängig machen zu können. Mit folgenden Befehlen setzen Sie das Bild auf völlig weiß:

BORDER 26: INK 1,26: INK 0,26

Im Anschluß daran drehen Sie alle Regler auf den rechten Anschlag, den Helligkeitsregler an der Seite des Monitors auf Minimum. Jetzt sollte das Bild völligdunkel sein. Ist dies nicht der Fall, so regeln Sie das am Einsteller “Screen” nach. Stellen Sie nun die Einstellregler VR 801 und VR 803 auf etwa die mittle-
re Stellung. Schalten Sie den Service-Schalter SW 401 auf Stellung SEV(Service). Drehen Sie die Regler VR 802, VR 804 und VR 805 so weit, daß auf dem Bildschirm gerade ein weißer Strich sichtbar ist. Das erfordert einiges Fingerspitzengefühl und mehrere Versuche. Am besten beginnen Sie mit dem Regler VR 802 und stellen einen gut sichtbaren grünen Strich ein. Anschließend drehen Sie den Regler VR 804 so weit, daß der Strich gelb erscheint. Nun drehen Sie den VR 805, bis der Strich weiß ist. Sollten Sie Weiß nicht erreichen, drehen Sie den Regler noch einmal bis an den rechten Anschlag zurück. Stellen Sic jetzt mit VR 804 einen anderen Gelb-Ton ein und versuchen den Weißabgleich noch einmal mit VR 805.

Hier ist Geduld gefragt

Haben Sie nun den weißen Farbton erreicht, schalten Sie den Service-Schalter wieder auf normal. Drehen Sie den Helligkeitsregler wieder auf Maximum. Falls das Bild nun irgendeine Farbschattierung haben sollte, so justieren Sie die Regler VR 801 und VR 803 nach. Hierbei ist ebenfalls viel Geduldgefragt.

Für die folgende Einstellung der Konvergenz benötigen Sie ein kleines Programm, das ein Raster auf den Bildschirm zeichnet.

5 BORDER 0
10 INK 0, 0:INK 1,26:MODE 2
20 FOR x=1 TO 640 STEP 25
30 PLOT x, 1:DRAW x,400 40 NEXT
50 FOR y=25 TO 400 STEP 25
60 PLOT 1, y: DRAW 640, y
70 NEXT
80 CALL &BB18

In der Abbildung sehen Sie, daß sich auf dem Bildröhrenhals die Ablenkeinheit und einige Ringe befinden. Die Ringe sind auf einer Kunststoffhalterung mittels eines Sicherungsringes arretiert. Sie sind Magnete, mit denen durch Drehung die drei Elektronenstrahlen so beeinflußt werden können, daß sie sich auf dem Bildschirm möglichst genau decken. Lösen Sie den Sicherungsring durch Linkssdrehung. Vorher sollten Sie allerdings ebenfalls die Ausgangsstellung mit einem Stift markieren.

Durch gegenseitiges oder auch gleichzeitiges Verdrehen der Purity Magnets (siehe Abbildung) stellen Sie die Bildlage ein. Mit den 4-Pole-Magneten beeinflußt man die horizontale und vertikale Konvergenz. Die Drehung der 6-Pole-Magnete legt die horizontale und vertikale Konvergenz der Farbe Blau fest. Am besten erfährt man etwas über die Funktion der Ringe durch einige Versuche. Sind Sie mit dem Bild zufrieden, so sichern Sie die Einstellung durch Rechtsdrehen des Sicherungsrings.

Eine Änderung der Position der Ablenkeinheit, mittels der eine Einstellung der Farbbilddeckung vorgenommen wird, ist nachträglich meist nicht mehr möglich. Sie ist ebenso wie die zur Einstellung verwendeten Gummikeile auf den Bildschirmhals geklebt. Wenn Sie unsere Tips nachvollzogen haben, so hoffen wir, daß Ihr gutes altes Stück, der Monitor, wieder ein verbessertes Bild von sich gibt. Vergessen Sie aber niemals vor irgendeiner Änderung, sich die Ausgangseinstellung in irgendeiner Form zu markieren.

JörgGurowski, CPCAI

★ PAYS:
★ YEAR: 1992
★ AUTHOR: Jörg Gurowski

CPCrulez[Content Management System] v8.7-desktop
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L'Amstrad CPC est une machine 8 bits à base d'un Z80 à 4MHz. Le premier de la gamme fut le CPC 464 en 1984, équipé d'un lecteur de cassettes intégré il se plaçait en concurrent  du Commodore C64 beaucoup plus compliqué à utiliser et plus cher. Ce fut un réel succès et sorti cette même années le CPC 664 équipé d'un lecteur de disquettes trois pouces intégré. Sa vie fut de courte durée puisqu'en 1985 il fut remplacé par le CPC 6128 qui était plus compact, plus soigné et surtout qui avait 128Ko de RAM au lieu de 64Ko.