Startprozedur und Reparaturhinweise Z9001/KC87 allgemein

Startbild sw Startbild sw
Zeigt der Rechner nach dem Einschalten nicht das gewohnte Startbild, ist etwas defekt:

   0. Abläufe beim Computerstart
   1. Bild synchronisiert nicht
   2. Falsche Bildschirmausgabe
   3. Wirre Zeichen, Grafik-LED ist ständig an
   4. Wirre Zeichen, Grafik-LED blinkt kurz auf
   5. Reparaturpraxis
   6. Reparatur des Netzteils


0. Abläufe beim Computerstart

wirre Zeichen Alle ungewöhnlichen Bildschirmausgaben mit Ausnahme der wirren Zeichen (links, in Farbe) deuten auf einen Fehler in der Bilderzeugung hin (Punkte 1 und 2). Läßt sich durch Drücken der Grafik-Taste aber die Grafik-LED ein- und ausschalten, ist der Rechner intakt und nur die Bildschirmsteuerung defekt. Andernfalls können Fehler in beiden Funktionsgruppen vorliegen.

wirre Zeichen sw Treten die wirren Zeichen (hier schwarz/weiß) stabil auf, gibt es zwei Tests zur Eingrenzung des Fehlers (Punkte 3 und 4).

Beim Einschalten des Rechners (der Bildschirmspeicher enthält zufällige Zeichen --> wirres Bild) oder nach Drücken der RESET-Taste sucht die CPU auf der Adresse 0 nach Programmcode. Ein Flip-Flop (D35/5) wird durch das /RESET-Signal gesetzt und blendet den Adreßbereich F000H an der Adresse 0 ein. Auf der Adresse F000H des System-ROMs (jetzt Adresse 0) steht ein Sprung auf die Adresse F664H. Bei Ausführung dieses Sprunges wird das Adreßsignal A15 = "H" (H-Pegel), dieses setzt das Flip-Flop zurück und die CPU arbeitet den Initialisierungscode, beginnend bei der Adresse F664H im ROM, ab.

Dabei wird als erstes ein Interrupt verboten (DI - Disable Interrupt). Nach dem Setzen einiger Systemzellen, wird die RAM-Ausstattung ausgewertet und anschließend die PIO2 initialisiert. Dabei werden die Ausgänge der PIO2 gesetzt und die Grafik-LED erlischt (D12/7 -> PIEP, D12/8 Grafik-LED). Beim Tastatur-RESET knackt es kurz im Signalgeber und der Bildschirm zuckt (kurzzeitiger Wechsel zwischen 24- und 20-Zeilenmodus). Anschließend werden der CTC und die PIO1 (Tastatur) initialisiert. Letzteres kann man am Umschalten der Ausgänge von "H" nach "L" der PIO1 (D13/7-15) messen. Bis hierher sind alle RAM-Zugriffe schreibender Art oder gehen nicht in Entscheidungen ein. Ein Interrupt wird wieder erlaubt.

Es folgen das Löschen des Bildschirmes (Leerzeichen im Bildspeicher, Farbe rot im Farbspeicher) und die Ausgabe der Startmeldung "robotron Z 9001". Dabei werden jetzt erstmals die Inhalte von Speicherzellen im RAM ausgewertet. Sollte es RAM-Fehler geben, kann der Rechner aus diesem Grund unvorhersehbar reagieren (stehen bleiben), wenn die erwarteten Werte nicht interpretiert werden können. Es kommt dann nicht zur Startmeldung.

Beide PIOs, die CTC und der rechte EPROM beim KC87 wirken nicht auf den Initialisierungsvorgang ein, sofern sie nicht falsche Daten senden. Sind diese Schaltkreise auf Sockel gesetzt, kann man sie zur Vermeidung von Fehlschlüssen bei der Fehlersuche entfernen.

Jetzt wird der Warmboot-Vorgang (Treiberinitialisierung) abgearbeitet. Nach der Ausgabe von "OS" wird das # im Speicher gesucht und gegebenenfalls dorthin verzweigt. Andernfalls erfolgt nach ein paar internen Zuweisungen die Ausgabe des Prompts ">" auf einer neuen Zeile. Erst jetzt wartet der Rechner auf Eingaben von der Tastatur.

1. Bild synchronisiert nicht

Synchronisationsfehler Das Bild zeigt den Bildschirm bei fehlender Synchronisation. Hier liegt der Fehler in der Bildschirmsteuerung. Man verfolgt die Signale vom Videoausgang (D33/8) rückwärts bis man den Fehler gefunden hat. Kritisch sind die Flipflops D31, D28 und auch D35 und die Zählerkette.
Die Bildschirmsteuerung läuft weitgehend unabhängig vom eigentlichen Rechner. Wenn die Grafik-LED nur kurz aufleuchtet und sich mit der Grafik-Taste schalten läßt, funktioniert der Rechner und der Fehler liegt nur in der Bildschirmsteuerung.

2. Falsche Bildschirmausgabe

doppeltes Bild falsche Anzeige falsche Anzeige Es gibt drei Arten der fehlerbehafteten Bildschirmausgabe, die alle in unterschiedlichen Bereichen des BWS liegen.



1. Anzeige korrekt, aber an falscher Bildschirmstelle oder mehrfach oder beides
Die Zeichen werden auf die falschen Bildschirmadressen geschrieben, bzw. die Bildspeicheradresse beim Auslesen ist falsch. Verantwortlich sind in diesem Fall die Adreßmuxer D59 und D60 (DL257 bzw. K531KP11). Sie schalten zwischen den Adressen der Bildschirmsteuerung und den BWS-Adressen des Systems um (EC00-EFBF). Ist bei diesem Bildschirm­fehler zusätzlich der Rechner defekt, kann man das an symmetrischen oder spaltenweise gleichen "wirren Zeichen" auf dem Bildschirm erkennen.
Für D59 und D60 wurden oft russische Schaltkreise eingesetzt. Diese neigen häufig zu Fehlfunktionen, die oszillografisch schwer zu erkennen sind. Wenn man den Rechner schon mal auf hat, ist ein Wechsel immer anzuraten. Andere russische Schaltkreise zeigen keine besonderen Auffälligkeiten.

2. Anzeige mit falschen Zeichen
Ist die Anzeige richtig, aber vom Inhalt (Wert) her falsch, z.B. an Stelle von "robotron Z9001" wird "rgbgtrg R 1001" ausgegeben, sind entweder die Bildspeicherschaltkreise D62 und/oder D63 (U214) oder der ZG-EPROM D66 (U2716) defekt. Es kann aber auch daran liegen, daß die falschen Daten von den Bustreibern D64 und D65 (DS8216 bzw. K589AP16) ausgegeben werden. Im gezeigten Fall bleibt das Adreßbit 7 an Pin 1 des ZG-EPROMs immer 0.

3. Anzeige der Zeichenpixel nicht korrekt
Sind die Zeichen richtig und nur einzelne Pixel sind falsch, liegt der Fehler in den Schieberegistern D67 und/oder D68 (D195). Sind die ersten vier Pixel betroffen ist es D68, sind die Pixel 5-8 betroffen, ist es D67. Häufig "flattert" dann auch ein Pixel. Es kann auch sein, daß der ZG-EPROM D66 (U2716) falsche Daten ausgibt und gewechselt werden muß (sehr selten).
Ersatz für die D195 (SN7495) ist schwer zu bekommen. Man kann an dieser Stelle auch DL295/74LS295 (inzwischen fast genauso selten) ohne Änderungen auf der Platine einsetzen.

3. Wirre Zeichen, Grafik-LED ist ständig an

doppeltes Bild Leuchtet die Grafik-LED ständig, bleibt der Rechner beim Start (Zugriff auf die Adresse 0) hängen. Fehler sind auf dem Datenbus, dem Adreßbus, dem Steuerbus und/oder im RAM zu suchen. Zuerst untersucht man die Datensignale auf Datenkämpfe. Sie treten auf, wenn zwei oder mehrere Busteilnehmer gleichzeitig aktiviert werden. Es können auch Schlüsse zwischen benachbarten Leiterzügen sein. Die Signale auf den Adreß- und Steuerleitungen sollten die richtigen Pegel haben und beim Einschalten "zappeln". Nur mit sehr hohem Aufwand - wenn z.B. keine Signaturanalyse eingesetzt werden kann - lassen sich Haarrisse in den Leiterzügen finden. Besteht der Verdacht, müssen alle Leitungen durchgeklingelt werden.

4. Wirre Zeichen, Grafik-LED blinkt kurz auf

doppeltes Bild In diesem Fehlerfall funktionieren Daten-, Adreß- und Steuerbus, denn es wird Code im EPROM abgearbeitet. Fehler können im EPROM liegen, wenn falscher Code wegen eines oder mehrerer vergessener Bits ausgeführt wird. Dann kann die Programmausführung in einer Schleife hängen bleiben. Ein Ausfall eines EPROMs durch Vergeßlichkeit ist mir noch nicht vorgekommen.
Das Löschen der Grafik-LED deutet auf ein korrektes Setzen der PIO2 (D12) hin. Das Setzen der PIO1 (Tastatur, D13) ist an deren Ausgängen meßbar (siehe Punkt 0). Die Funktion des CTC-Bausteins erkennt man gegebenenfalls an Impulsen am IEO-Ausgang (D11/11) im Sekundentakt, wenn die interne Uhr läuft.
Die Ausgabe der Startmeldung beginnt mit dem Zeichen 0CH (Bildschirm löschen). Für die Ausgabe werden einige Systemzellen gelesen und ausgewertet. RAM-Fehler im Bereich 0 bis 300H können zum Einfrieren des Rechners führen.

5. Reparaturpraxis

Wichtiger Hinweis:
Die Farben der Stromversorgungsleitungen aus dem Netzteil zur Rechnerplatine sind nicht genormt:
  In der Regel sind Masse = gelb, 5P = rot, 12P = schwarz, 5N = blau, 12N = grün.
Im Z9001 ist vorgesehen, im Prüffeld mit Hilfe des Signals /ROMDI den internen ersten System-EPROM abzuschalten. Dafür sorgt ein gestecktes ROM-Modul mit dem Prüfprogramm "2E11". Das Programm ist auf dem Adreßbereich ab 0000H lauffähig. Im Modul ist das Signal /ROMDI aktiv, also auf Masse gelegt. Damit wird erreicht, daß der Rechner beim Start dieses Prüfprogramm startet, ohne auf den abgeschalteten RAM zuzugreifen.
Beim KC87 wird das Signal /ROMDI normalerweise zum Abschalten des internen BASICs genutzt. Um auch hier von einem Modul booten zu können, sind im KC87 zwei Wickelbrücken zu beachten: X46-X47 (System-ROM-Abschaltung) und X48-X49 (BASIC-Abschaltung). Im Auslieferungszustand ist X48-X49 geschlossen und mit /ROMDI wird der interne BASIC-Interpreter abgeschaltet. Im Prüffeld hingegen ist X46-X47 geschlossen. Steckt man jetzt ein auf der Adresse 0000H lauffähiges ROM-Modul ein, kann wie auch beim Z9001, das Prüfprogramm "2E11" gestartet und abgearbeitet werden.
Leider gilt das Testprogramm "2E11" als verschollen.
Treten die berüchtigten wirren Zeichen auf, und die Grafik-LED läßt sich nicht schalten, kann die Ursache in einem oder mehreren defekten RAM-Schaltkreisen liegen.
(1)
 
Ohne Stromversorgung werden die Datenleitungen auf Schlüsse untereinander (jede gegen jede), gegen 5P und gegen Masse (GND), vor und hinter dem Bustreiber geprüft.
(2)
 
Ohne Stromversorgung werden die Adreßleitungen auf Schlüsse untereinander (jede gegen jede), gegen 5P und gegen Masse (GND), vor und hinter den Bustreibern geprüft.
(3)
 
Anlegen der Versorgungsspannungen 5P und 12P. 5N sind nur bei Z9001 und KC85/1 für die RAMs notwendig und für die Prüfung der Kassettenaufnahme.
(4) Prüfen des Taktes mit dem Oszillografen an X62/X63. Er sollte stabil sein.
(5) Prüfen des Signalspiels auf den Daten- und Adreßleitungen. Es sollte überall wackeln.
(6)
 
 
 
 
 
Bei ausgeschaltetem Rechner das RAMTEST-Modul mit dem RAM-Testprogramm stecken, den Rechner einschalten und Ausgabe auf dem Bildschirm bzw. an der Grafik-LED beachten. Anhand der Bildschirmausschrift bzw. Anzahl der Blinkimpulse der Grafik-LED kann nun der defekte RAM-IS ermittelt werden:
D0 = einmal blinken ... D7 = achtmal blinken --> Platz B1 bis B7.
Das Prüfprogramm ist kein umfassender RAM-Test, sondern nur eine Prüfung, welche Schaltkreise nicht reagieren
(siehe auch Tip 14).

6. Reparatur des Netzteils

Hin und wieder muß auch mal ein Netzteil repariert werden. Die meistvorgekommenen Fehler sind (ohne Wichtung):
Ursache Auswirkung
- verkeimte Sicherung F1 keine Reaktion beim Einschalten
- tauber Ladeelko C3 unerwartetes Einfrieren des Rechners nach scheinbar korrekter Funktion
- defekter Regelschaltkreis N1 Sicherung kommt, keine Ausgangsspannung
- hochohmiger Widerstand R21 Netzteil tickt (Hickauf)
- defekter Hochvoltschalttransistor V8 Sicherung kommt

Benötigte Unterlagen und Hilfsmittel
- Schaltbild
- Reparaturanleitung (ab Seite 34)
- Trennstelltrafo
- Multimeter, Oszillograf, Lötstation
- Zangen, Schraubenzieher, Seitenschneider, Messer usw.

In jedem Fall sollte am Anfang eine Sichtkontrolle durchgeführt und auf verschmorte Bauelemente oder weggebrannte Leiterzüge geachtet werden.
Bei Arbeiten an der Netzspannung ist zur eigenen Sicherheit ein Trennstelltrafo zu verwenden!
Eine Funktionsbeschreibung des Netzteils ist in der Reparaturanleitung enthalten. In der Reparaturanleitung wird weiterhin empfohlen, die Spannung am Stelltrafo langsam zu erhöhen. Dabei kann man bei Spannungen bis etwa 50 V mit einem Amperemeter (Multimeter) feststellen, ob ein Kurzschluß im Leistungsteil besteht.
In der Praxis kommt es dabei häufig zur Zerstörung der Netzsicherung. Man kann dem begegnen, indem man eine Glühlampe von mindestens 100 W, besser 150 W, in Reihe zum Prüfling schaltet (aber nur in diesem Fall und nur zu diesem Zweck!). Dabei ist unbedingt darauf zu achten, daß der Bereich über 50 V schnell oder gar nicht durchfahren wird, um kritische Zustände, die den Hochvoltschalttransistor gefährden, zu vermeiden:
Beim Einschalten des Sperrwandlers tritt ein Spannungabfall an der Glühlampe auf, die Spannung am Prüfling sinkt wieder, und es können kritische Bedingungen eintreten, die den Hochvoltschalttransistor zerstören!


Um die Kurzschlüsse zu finden, sollte man den Netzfilter ablöten und getrennt prüfen. Alle Dioden im Netzspannungsbereich sollten mit der Durchgangs­prüfungsfunktion des Multimeters geprüft werden (ca. 400-600 mV in Flußrichtung (kein akustisches Signal), in Sperrichtung eigentlich unendlich, wenn nicht benachbarte Bauelemente stören). Ebenso ist der Hochvoltschalttransistor auf Kurzschluß zu prüfen: zwischen Kollektor und Emitter darf kein Schluß auftreten!
Kann man diese Bauteile ausschließen, ist die Prüfung ohne Netzspannung nach Punkt 5.3.1. der Reparaturanleitung vorzunehmen.

Aus der Reparaturanleitung:
"Bei Fehlern, die zerstörend auf den Hochvoltschalttransistor V8 wirken, sind vorzugsweise die folgenden Schaltungskomplexe zu prüfen:
- SOAR-Glied (C4, V7, R10)
- Basisansteuerschaltkreis des V8, Treiber
- Überstrompfad
Sollte kein Anlauf erfolgen (Netzteil tickt nur periodisch, keine dauernden Oszillogramme), dann ist die Hilfsspannungserzeugung (T2 zwischen den Kontakten 6/7, L1, V15) defekt, oder es liegt ein Kurzschluß in der Nähe von T2 (Leistungsdioden V17...V22, Elkos C13...C16, Windungsschluß auf T2) vor. Sollte auch das Ticken ausbleiben, obwohl die volle Rohspannung von etwa 300 V anliegt, dann wäre ein hochohmiger R21 oder ein defekter C8 möglich."

Das in der Anleitung gezeigte Oszillogramm sieht in der Praxis etwas anders aus. Ebenso erreicht man mit den angegebenen Spannungswerten nicht alle Prüfkriterien.

Es kommt eher selten vor, aber wenn der Netzfilter ausfällt, ist sein Inneres häufig nicht mehr zu regenerieren. O. Filsch hat mal die Daten aufgenommen, getestet und eine Schaltung dazu aufgemalt. Ein Nachbau könnte dann so aussehen, wie im zweiten Bild.

Schaltung des Netzfilters Muster eines Netzfilters

Letzte Bearbeitung: 07. 03. 2019
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