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9.2 Soundsubsystem Audio OUT


Probleme mit dem Sound-Ausgang des Atari F030


Es soll gleich am Anfang bemerkt werden das Fehler in den Sound Ein- und Ausgangsschaltungen des Falcons nicht immer leicht zu beheben sind. Die meisten Bauteile sind in SMD-Technik und so nicht für jederman leicht Aufzufinden geschweige den durch Neuteile zu ersetzen.
Viele dieser Bauteile habe nicht mal einen vernünfigen Aufdruck mit dem man sie immer korrekt Identifizieren könnte.

Sie sind gut beraten wenn Sie sich einen solchen Artikel vor dem rumlöten an Ihrem Computer erst einmal ganz bis zum Ende durchzulesen, es wird sich so die ein oder andere Frage erübrigen.

Soundprobleme traten bisher an allen Falcons auf die im Umlauf sind. Diese Textdatei kann im allgemeinen auf jeden F030 angewendet werden. Eine Ausnahme sind C-LAB Falcons, hier sollte man vorher Vergleichen ob die Bauteile noch vorhanden sind.

Bisher sind mir alleine bei der Beschaltung des Microfoneinganges schon zwei verschiedene Schaltungsvarianten bekannt.

Prüfen Sie ob die Bauteilebezeichnung mit Ihrem Gerät übereinstimmt.

Werfen Sie immer zuerst ein Auge auf die Klinkenbuchsen welche den Kopfhörerausgang und somit den Tonausgang Ihres Falcons darstellen. Ein leichtes Nachbiegen der Kontaktfedern kann hier schon wahre Wunder auslösen. Und hat meistens auch schon Erfolg ohne das man den Rechner mit nachfolgendem Garatieverlust öffnen muß. Eine gewisse Vorsicht sollte man hier troz allem walten lassen. Meistens liegt es nicht mal an der Miniklinkenbuchse, sondern eher an den Steckern die offensichtlich grössere Unterschiede in den längen und der Stiftstärke aufweisen.

Auch ein Nachlöten der Anschlußpins dieser Buchsen kann Hilfreich sein. Allerdings muß hierzu der Rechner schon geöffnet werden. Bei einigen Falcons habe ich die 3.5 mm Klinkenbuchsen auf Kundenwunsch z.B gegen richtige Chinchbuchsen aus der HiFi-Technik ersetzt. Das hat den Vorteil das man sich zum Anschluß an einen Verstärker ect. keine umständlichen Adapterkabel löten muß und man so eben einen relativ normalen Anschluß an seinem Rechner hat.

Es wird hierzu die entsprechende Klinkenbuchse mit einem Entlöter oder wenigstens einer guten Entlötpumpe von der Platine entfernt. Die Lötaugen sollten hinterher ganz sauber sein. Diese Chinchbuchsen gibt es als ein Stück bei dem sich jeweils zwei dieser Chinchbuchsen übereinander befinden. Diese Buchsen können u.a bei der Fa. Conrad Electronic bezogen werden. Die Adresse finden sie unter ' Händler ' in DOITF030.


Abbildung 1 - Falcon F030 mit Chinchbuchsen am Soundeingang


Die Lötanschlüsse dieser Doppelbuchsen passen bei leichten biegen genau in das mittlere (GND) Lötauge und in das jeweilige ganz linke und/oder ganz rechte Lötauge. Audio GND befindet sich auf dem mittleren Lötauge der Falconplatine.

Das original Falcongehäuse muß an dieser Stelle dann eben passend ausgefeilt werden. Das geht bei dem Plastikgehäuse sehr gut mit einer Rundfeile. Wird das sauber gemacht sieht es nachher so aus als wenn das schon immer so gewesen währe. Den überstehenden Feilgrat kann man mit einem Messer einfach abschaben. Das Entgratet und bricht die Kante.
Zwischen Floppylaufwerk und der Plastikrückwand des Falcons ist auf jeden Fall Platz für zwei dieser Doppelbuchsen. So daß auch der Eingang für das Mikrofon auf solche Buchsen umgerüstet werden könnte.

Bis heute gibt es mit dieser Lösung keine Probleme, zumal man auch noch sehr schnell den linken Kanal gegen den rechten Kanal vertauschen kann, sollte das mal nötig werden.

Bei den meisten F030-Computern hatten die Soundstörungen im Ausgangsteil meistens immer einen defekten Kondensator als Ursache. Die Symtome der Geräte reichten hier von einem Totalausfall eines Kanals oder dem krächzen eines Kanals oder eben auch beider Kanäle. Sie sollten vorher Ihren Kopfhörer oder die Aktivboxen an einer anderen Tonquelle testen!

Bemerkenswert erscheint mir noch die Tatsache das selbst ein Versuchsweises öffnen eines F030 die Garantie erlöschen lässt sofern noch vorhanden, also erst Nachdenken ob man wegen diesem Fehler die Garantie verfallen lässt oder eben seinen Händler dafür konsultiert, sofern man ja eben noch Garantie hat.

Nach dem man im Falcon die oberen Abschirmbleche entfernt hat kann man bereits alle Komponenten eines Falcons gut sehen. Zum besseren Handling ist es aber sicherer wenn man die Bleche komplett entfernt. Dazu muß leider auch das Diskettenlaufwerk gelöst werden. Hier ist das Flachbandkabel recht vorsichtig zu bewegen! Nur so erhält man vollen Zugang auf die Platinenstelle, die wesentliche Bauteile des Soundsubsystem trägt. Analogverstärker und CODEC befinden sich natürlich direkt unter dem Diskettenlaufwerk.

Auch ist es gut, wenn man bei dieser Aktion den internen Lautsprecher Vorsichtig absteckt, er hat recht kurze Anschlusskabel und ist jetzt mehr als nur hinderlich. J12 ist hier die passende Steckverbindung die sich zwischen interner IDE-Platte und dem Diskettenlaufwerk befindet.

Das Diskettenlaufwerk besitzt auf der Unterseite des Rechners drei lange Schrauben, die vierte Befestigung ist ein Abstandsbolzen aus Messing der gleichzeitig zur Zentrierung und zur Übertragung der Rechnermasse zum Laufwerkt fungiert.
Ebenso so muß bei einem kompletten Ausbau der Hauptplatine das Schaltnetzteil und die interne 2.5" IDE-Festplatte ausgebaut werden. Man wird nicht extra Betonen müssen das die Festplatte auch in ausgebautem Zustand empfindlich gegen Erschütterungen und starke Schläge ist.

Es ist besonders bei der IDE-Platte ratsam sich das Kabel mit einem Filzschreiber VOR dem Abziehen zu markieren. Es passt zwar eigentlich nur so, immerhin schaffen es aber einige Leute trozdem dieses Kabel nachher falsch Aufzustecken.

Da nun das Floppylaufwerk entfernt wurde kann man bereits die Ausgangsbuchse sehen, ebenfalls die Spule die hier als Filter dient.

Die Spule ist eine Doppelspule, beide Stereokanäle werden hier durchgeführt. Pin 1 und Pin 2 führe das rechte Tonsignal, Pin 3 und Pin 4 das linke Signal. Der Pin mit der jeweiligen kleinsten Nummer ist der Spuleneingang von der Elektronikseite aus gesehen. Beide Tonsignale liegen zwischen der Anschlußbuchse und der Spule über jeweils einen Kondensator, C 608 und C609 gegen GND (Gerätemasse)!. Die Kondensatoren haben eine Kapazität von 1000pF.

Gleichfalls gibt es eine "Tonmasse" im Falcon, diese liegt über die Spule L37 an der gleichen Klinkenbuchse an.

Einige der zum Analogteil gehörigen Bauteile befinden sich auf der Unterseite der F030-Hauptplatine, um dort Messen zu können muß die Platine komplett ausgebaut werden. Also erstes kann nun mit einen ganz einfachen Digitalmultimeter an der rechten und linken Ferritspule getestet werden ob die Audio-Signale bis wenigstens am Ende der Spulen anliegt. Auf den Millivolt-Bereich geschaltet sollten sich an jedem der beiden Kanäle Spannungsschwankungen gegen die Rechnermasse messen lassen. Ist das der Fall liegt der Fehler mit Sicherheit schon an der Buchse. (Das aber meist seltener)

Der Falcon muß hierzu nicht unbedingt in Betrieb sein um diesen Fehler zu finden. Die Audiosignale lassen sich aber leichter verfolgen wenn der Computer auf beiden Kanälen ein gleiches Signal ausgeben kann. Hier würde sich ein leiser Sinuston anbieten den mal leicht mit einem Basicprogramm erzeugen kann.

Für jeden der Tonkanäle gibt es einen LM386, U23 für links und U22 für den rechten Tonkanal, die hier als Ausgangsverstärker geschaltet sind. An beiden Bauteilen kann man hier mit dem Multimeter jeweils an Pin 5 feststellen ob es Spannungsschwankungen gibt. Ist das nicht der Fall wird die Fehlersuche leider wesentlich Umfangreicher. Wenn der Falcon also ein Stereo-Audiosignal erzeugt sollte sich an diesen beiden Bausteinen schon noch was tun.
Selbstredend ist hier ein Oszilloskop von großem Nutzen.

Bleibt der jeweilige Pin 5 "tot" wechselt man den entsprechenden LM386 oder konzentriert die Suche auf Bauteile die eben vor und um diesen Audioverstärker herrum liegen.
Es gibt hier dann nur noch passive Bauteile. Natürlich zeigt das Multimeter keine genauen Werte an, sondern eben nur das ein Signal vorhanden ist. Das äussert sich mit "hüpfen" der Anzeige.

Von beiden Audioverstärkern, U22 und U23 läuft nun das Tonsignal auf direktem Weg über einen Elko, C83 für links und C84 für den rechten Kanal zu der Eingangs erwähten Doppelspule. Beide Elkos sollten einen Wert von 47uF aufweisen und auch 16Volt aushalten können. Messen kann man Kondensatoren leider nur mit einer passenden Meßbrücke. (Z.b ELV-Elektronik) Schneller und billiger ist hier allerdings der Austausch des Bauteils.

Elektrolytische Kondensatoren in welcher Bauform auch immer haben den Nachteil im laufe der Zeit innerlich zu "vertrocknen" hierbei ändert sich natürlich leider auch die Kapazität bis sogar hin zum Kurzschluß. Hier könnte schon mal ein "auf Verdacht" gewechselter Kondensator wahre Wunder bewirken.

Die beiden Stereosignale kommen im Falcon vom CODEC, das ist Chip U28. Der linke Kanal HRI kommt an Pin 15, der rechte Kanal HRI an Pin 16 aus diesem Baustein herraus. Im gleichen Baustein werden auch die Mikrofonsignale verarbeitet. An Pin 15 und 16 kann man wirklich nur kleine Spannungsschwankungen registrieren. Dieser Baustein war bisher noch in keinem der zahlreichen Falcon defekt. Aus HLI und HRI wird Falcon intern übrigens auch das Signal für den internen Lautsprecher erzeugt. Bleibt auch dieser Stumm beschränkt sich die Fehlersuche zuerst auf den Bereich um U21, das ist ein LF347 und erzeugt das SPEAKER Signal welches später über eine Transistor-Gegentaktendstufe dem internen Lautsprecher zugeführt wird. Über R119 und R120, beide 10K, werden HLI und HRI U21 zugeführt. Beide Signale werden nach diesem beiden Widerständen in U21 zusammen Vorverstärkt. D.h das linke und das rechte Signal liegen nach R 119 und R120 zusammen und bilden ein einziges Signal. Nur so erhält man alle Toninformationen.

Pin 3 (+) von U21 liegt direkt an Pin 21 des CODEC.
Pin 22 des CODEC bildet die "Soundmasse" (AGND) im Falcon.
Zwischen Pin 21 und 22 des CODEC liegen die beiden Kondensatoren C123 mit 0.1uF und Elko C127 mit 3.3uF.
Hier sollte wohl eine gewisse Filterung von CODEC Pin 21 stattfinden.
Störungen laufen sich hier an den Kondensatoren tot.

Folgende passive Bauteile gehören zum Verstärker U21:

R121 10K,R109 1K,R602 10K,C54 47uF,C89 810pF. Pin 11 von U21 liegt an der "Soundmasse" des Falcon. An Pin 4 des LF347 sollten ca. 9V Versorgungsspannung anliegen die von U8 erzeugt werden. GND dieser Spannung sind mit der "Soundmasse" gleich, ein Potential also.
U21 ist der Vorverstärker für den internen Blöker der über J12 angesteckt ist.

An U8, das ist ein 9V Spannungsregler, sitzt direkt C1214, das ist ein Elko mit 220UF. Sollten hier keine +9V zu finden sein ist das zuerst zu Reparieren. Es kann ein "normaler" 9V Spannungsregler als Ersatztyp eingesetzt werden.  (!nl) (Pin 3 IN +12V, Pin 2 "Soundmasse", Pin 1 OUT +9V)

Die +9V werden übrigens auch für den Mikrofoneingang benötigt! Sollte Ihr Falcon also auch nichts "hören" kann das i.d.R eine schnelle Reparatur werden.

Sind keine +12V zu finden muß das Falcon Netzteil überprüft werden!

Man sollte Beachten das man die SMD-Bauteile in einer passenden Baugröße kauft, größere Kondensatoren u. Widerstände passen meistens nicht auf die vorhandenen Lödpads.

Eine genaue Beschreibung aller Bauteile die sich im HLI, HRI Signalweg befindet würde sicher den Rahmen dieser einfachen Fehlerbeschreibung bei weitem Sprengen. Deshalb hier nur kurz eine Zusammenstellung der Bauteile vom CODEC bis zur Klinken-Ausgangsbuchse, passend für Audio OUT.

Linker Audio_OUT-Kanal HLI:
---------------------------

 -C122  0.47uF, -R132  50K an Pin 3 -U23, -R131  10K, -C613  560pF Pin 3 -U23.
 -R130  15K, -C95 1K, -C83  47uF, -R126  10K, -C86  0.033uF, -C91  10uF, -L123 Pin 3

Rechter Audio_OUT-Kanal HLR:
----------------------------

 -C94  0.47uF, -R125  50K an Pin 3 -U22. -R124  10K, -C614  560pF Pin 3 -U22.
 -R123  15K,-C90 1K,-C84  47uF,-R121  10k,-C85  0.033uF,-C88  10uF, -L123 Pin 1


In beiden Kanälen befinden sich noch vor der Spule L123 Kondensatoren mit jeweils 1000pF, im einzelnen sind das: C59, C604, C58, C605.

Die Beschreibung dieser Bauteile bezieht sich auf die Revison D. Es gibt meines Wissens bis jetzt zwei verschiedene Schaltungen bezüglich des Soundsoubsystems am Atari Falcon F030. Auf die meisten Geräte wird diese Beschreibung aber doch passen.
Suchen muß man so oder so.

            --------------------------------------------------------------
  Vorsicht: Diese Beschreibung kann erhebliche Abweichungen zu neueren
            C-LAB MKI + MKII  sowie Mark X Falcons aufweisen!
            Hier sind z.T umfangreiche Modifikationen vorgenommen worden.
            --------------------------------------------------------------


Sollte diese Aktion jemand nachstellen müssen so sei noch zu sagen das es unumgänglich ist alle Sicherheitsvorschriften bezüglich der Netzspannung, dem Umgang mit einem SMD geeigneten Lötkolben dem Werkzeug und der Schutzvorschriften bezüglich statischer Ladungen einzuhalten sind. Ihr Falcon und die sechsfache Multilayerplatine werden es Ihnen Danken :-)

Es ist zugegeben nicht sonderlich leicht alle Leiterbahnen der Soundsubsysteme ausfindig zu machen, viele der Leitungen liegen aber zum Glück auf der Ober- oder auf der Unterseite der F030 Platine, sogesehen als noch ein recht einfaches und schnelles Unterfangen. Sollen alle Versuche in dieser Richtung fehlschlagen, da einer der beiden Kanäle nur einen sporadische Aussetzer hat, der sich eventuell auch noch mit Knistern und Rauschen ankündigt, ist es ein guter Tip Sicherheitshalber alle SMD-Kondensatoren und Elkos in diesem Schaltungszweig auf Verdacht durch eben neue Bauteile zu Ersetzten. Diese Teile sind nicht teuer und es geht schneller als eben jeden einzelnen unter die Lupe zu nehmen.

Ein weiterer Tip, alle SMD-Widerstände und Kondensatoren kann man z.B bei Conrad-Elektronik kaufen, bei längerem suchen auf der Platinenunterseite habe ich in der gleichen Zeit alle SMD-Kondensatoren auf einen Schlag gegen neue ersetzt. Natürlich ist das keine "Reparatur" erschlägt aber in 98% aller Fälle das Problem und erspart eventuell eine wesentlich längere suche. SMD-Kondensatoren kosten eben nur wenige Pfennige, die Zeit ansich kostet mehr.

An dieser Stelle sein nochmals eindringlich vor dem Verbiegen, Verspannen oder starkem mechanisch Belasten der Multilayerplatine gewarnt. Viele andere Verbindungen liegen in den inneren Schichten der Platine, da hift auch Anbohren nicht weiter. Einzige hilfe währe hier vieleicht eine Rolle WireWrap-Draht mit dem man die fehlende Verbindung wieder herstellen kann sofern man die passenden Lötstellen und Durchkontaktierungen gefunden hat. Die frage nach dem Lötkolben, natürlich sollte nur ein kleiner feiner Lötkolben verwendet werden. 15 Watt und eine Nadellötspitze sind aussreichend. Zu Begrüssen währe eine Pinzette und eine Vacuum-Entlötpumpe mit der man das überflüssige Lötzinn entfernt. In vielen Fällen genügt es den entsprechenden Kondensator mit der Pinzette in der Mitte zu packen, beide Seiten kurz Erhitzen, und den Kondensator dann einfach abheben. Danach kann man die beiden Lötpads eben noch mit der Entlötpumpe säubern. Die Pads sollten vor dem auflöten des neuen Kondensators frisch verzinnt werden. Man braucht glaube ich nicht extra zu Betonen das es hier auf extrem kurze Lötzeiten mit einer sehr feinen Spitze ankommt. Wer das noch nie gemacht hat sollte die Finger davon lassen!

Und das war ein gutgemeinter Tip!!!

Die ICs U21-U23 kann man leicht Handhaben, sollte es hier einen defekt gegeben haben könnte man hier auch leicht einen IC-Sockel einlöten. Das Erleichert die Arbeit beim "nächsten mal"

Der interne Lautsprecher steckt an der Buchse J12 im Falcon. Pin 1 ist hierbei Aktiv, Pin 2 hingegen GND.
Das bereits weiter oben erscheinende Signal SPEAKER wir hier über C78 2.2uF und R86 2.2K an Pin 6 von U21 angelegt. U21 ist ein LF347 wie bereits weiter oben Erwähnt. XSPKON welches von Port IOA6 des Soundchip (PSG) Pin 10 kreiert wird sorgt bei H-Pegel über R89 4.7K dafür das Ihr interner Lautsprecher schweigt wenn Sie das per Software oder Kontrollfeld verlangen.

Der Transistor Q6, ein 2N3904 ist hier der passende Schalter bzw. der Lautstärkeregler in dieser Schaltung.
Die bereits Beschriebenen +9V liegen hier über R122 10K an Pin 5 von U21 an. Ebenso liegt dieser Pin über R111 10K auf der Audiomasse. (AGND) Direkt liegen die +9V an Pin 4 von U21 an, sollten hier also leicht zu Kontrollieren sein.
Pin 7 ist mit den beiden Basen der Endstufentransistoren verbunden, diese wird aus den beiden Transistoren Q4 und Q5 gebildet. Beide jeweils ein 2N3904.

C138 wird über R110 10K "geladen" so daß die Endstufe arbeiten kann.

Über C139 47uF liegt das so verstärkte Audiosignal direkt an Pin 1 von J12 an.

Dieser Schaltung macht es nichts aus wenn Sie den Rechner ohne internen Lautsprecher betreiben, nur sollten Sie den J12 nach Möglichkeit nicht Kurzschliessen.
Nach einer Weile würde Sie das minimal Q4 und Q5 kosten.

Viel Erfolg!





Copyright © Robert Schaffner (support@doitarchive.de)
Letzte Aktualisierung am 23. Dezember 2003
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