 |
|
Мы предупреждаем: Этот материал является результатом эксперимента и не призывает к
изменению конструкции видеокарты.
Автор и редакция сайта не несут ответственности за поломку видеокарты или других комплектующих в результате
её модификации.
|
|
1. Предисловие.
|
|
Много воды утекло с тех пор, как я написал
первую часть своей статьи "Как нам организовать Radeon 8500".
Не скрою, в статье есть промахи и ошибки - не удивительно, лишний раз в дорогущую плату страшно тестером ткнуть... - ну вы понимаете :)
Хотя, впрочем, довольно оправданий. Эта статья - продолжение моей первой статьи, исправление ошибок и дополнения.
Анализируя эксперименты других людей в области разгона видеокарт Radeon, главным образом по переписке в форуме
на сайте www.radeon2.ru, я пришел к выводу, что непосвященным трудновато разобраться в огромном количестве стабилизаторов. Напомню,
что их на плате аж семь штук. Немудрено растеряться при таком количестве источников питания. Я попытаюсь поставить точку в вопросе
питания видеокарты Radeon 8500.
|
|
2. И снова о питании.
|
|
|
Как известно, современные сложные интегральные схемы, к которым относятся практически все активные компоненты,
отвечающие за формирование и обработку изображения на плате видеокарты, требуют нескольких напряжений питания. С памятью худо-бедно,
мы разобрались в предыдущей статье. Напомню, что у нее два напряжения питания - это напряжение питания ядра, которое для ИС фирмы
Hynix HY5DV641622AT-33 составляет номинально 3.3 вольта, и максимально 3.45 вольта, и напряжение питания цепей ввода/вывода, которое
должно составлять 2.5 вольта (но не менее 2.375 и не более 2.625 вольт). За питание ядра микросхем памяти отвечает импульсный стабилизатор
на микросхеме CS51031, обозначенный на плате как U8:
|
|
|
|
|
Про регулировку напряжения на нем я достаточно подробно изложил в своей предыдущей статье.
Питанием цепей ввода-вывода памяти занимается линейный стабилизатор REG4 на оборотной стороне платы (здесь я
исправляю свою первую ошибку в статье), который состоит из параллельного стабилизатора SC431LC5SK и МОП транзистора Q15 (марка его MTD3055V):
|
|
|
|
|
|
Опорное напряжение этого стабилизатора составляет 2.4 вольта, и выходное напряжение
рассчитывается по точно такой же методике, как и для стабилизатора ядра памяти, т.е.
VOUT=VREF*((RB/RA) + 1):
|
|
|
|
|
|
Опорное напряжение цепей ввода-вывода ИС памяти формируется двумя способами - резистивным делителем, подключенным к питанию
цепей ввода-вывода, либо берется непосредственно со стабилизатора LM2636 - для этого устанавливается перемычка на плате:
|
|
|
|
|
Как видно, на моей плате (Radeon 8500 LE) она отсутствует.
Относительно мощного стабилизатора на LM2636 я хочу остановиться особо. Никакой другой формирователь напряжения не
вызывает столько вопросов. Заявляю со всей ответственностью - этот стабилизатор служит ТОЛЬКО для питания терминальных резисторов и как
источник опорного напряжения цепей ввода/вывода графического процессора. Ничего другого он не питает! Может возникнуть законный вопрос -
почему он такой мощный. Отвечаю. Схема терминации для DDR варианта Radeon выбрана следующим образом. Есть напряжение высокого уровня
(2.5 вольт в нашем случае) и низкого уровня (земля). Все входы/выходы должны работать на согласованную линию. Как правило, эта линия должна
иметь волновое сопротивление 60 Ом. Чтобы согласовать линию, необходимо обеспечить нагрузочное сопротивление те же 60 Ом на каждой стороне
линии. Не вдаваясь в теорию, скажу, что в Radeon применена типовая схема терминации, рекомендованная производителем памяти, а именно -
один резистор 56 Ом нагружает линию относительно опорного напряжения, а другой, номиналом 24 Ома включается в разрыв линии передачи
примерно посередине трассы:
|
|
|
|
|
Нетрудно подсчитать, что если на всех линиях данных/адреса выставить одно логическое состояние (ситуация маловероятная,
но вполне возможная), то ток от этих резисторов на источник опорного напряжения составит минимум (128(разрядность данных) + 13(разрядность адреса))
* Vtt(опорное напряжение терминации) / 56 Ом - около 3.2 ампера. И напряжение терминации 0.5Vddq применяется в том числе и для того, чтобы
снизить мощность, потребляющуюся терминальными резисторами. Нетрудно заметить, что из-за весьма неровного потребления и высоких частот
переключения к источнику опорного напряжения терминации предъявляются повышенные требования - низкое выходное сопротивление и высокое
быстродействие, что и обеспечивает ИС LM2636.
Ну вот, наконец, мы плавно подошли к питанию графического процессора. Начнем с ядра. Питается оно напряжением 1.5 вольта от
стабилизатора на уже знакомой нам микросхеме CS51031 (это вторая ошибка в моей первой статье):
|
|
|
|
|
Резисторы Ra и Rb находятся на оборотной стороне платы (см. фото). Ничего особенного я про это питание не могу сказать. Только то,
что ядро рассчитано на диапазон напряжений питания от 1.2 до 1.5 вольт. Так что, делайте выводы. У кого на карте оно ниже 1.5 вольт - GPU гнаться до
штатных частот (275 МГц) не будет.
Питание интерфейса GPU обеспечивает тот же стабилизатор, что и для памяти, то есть REG4. Вообще это питание для GPU может
меняться в весьма широких пределах - оно может составлять 1.8 вольт, 2.5 вольт, 3.3 вольт. Все значения в диапазоне +-5%. Причем, максимальная рабочая
частота интерфейса с памятью по документации на GPU ШТАТНО составляет 300 МГц. Поэтому повышать это напряжение не нужно. К слову, я пробовал изменять
это напряжение и изучал его влияние на разгон. При повышении до 3 вольт верхняя граница разгона уменьшилась на 1 МГц, а при понижении до 2.2 вольт она
увеличилась на 3 МГц. Так что, в своей статье я все-таки был прав насчет снижения напряжения Vddq. Но, учитывая достаточно ничтожный результат, я не
могу рекомендовать изменение этого напряжения для радикального разгона. Исключение составляет лишь поднятие напряжения ядра памяти выше 1.5 вольт -
тогда придется задирать и это напряжение. Максимальная частота синтезатора частоты для ядра по документации составляет 400 МГц при номинальном напряжении
питания - ау-у, оверклокеры...
На плате есть ряд стабилизаторов на напряжение 1.8 вольт. Самый мощный из них - REG3, линейный стабилизатор на основе ИС SC431LC5SK,
служит в основном, для питания внутренних цепей преобразователей уровня GPU:
|
|
|
|
|
|
В изменении его напряжения для разгона тоже смысла немного - чего доброго можно попалить ядро, а мегагерцев это не добавит.
Разве что для экстремального разгона, когда напряжение на ядре задирается выше 1.8 вольта - тогда да, надо повышать соответственно, или чуть опережая по
напряжению. Предельно допустимое экстремальное значение - 2.1 вольта. Маломощные линейные стабилизаторы REG6 и REG7 - все на основе того же параллельного
регулятора SC431LC5SK, обслуживают цепи синтезаторов частот для памяти и ядра соответственно. Причем, REG6 может и отсутствовать - в данном случае вместо
него будет трудиться REG7. Еще одна дополнительная функция REG6 - это формирование "вольтдобавки" для стабилизатора напряжения терминации на LM2636.
Помните, я в предыдущей статье говорил про возможность понижения этого напряжения? Проработана на референс-дизайне и такая возможность. Если задействовать
REG6 для "вольтдобавки", то выходное напряжение стабилизатора LM2636 можно снизить до 0.9 вольта - такое может использоваться для некоторых типов микросхем
памяти, у которых напряжение ввода/вывода составляет 1.8 вольт.
|
|
|
|
|
|
Ну и два последних стабилизатора - линейный регулятор REG1, который служит для питания аналоговых цепей Rage Theatre и REG5 на
оборотной стороне платы - стабилизатор питания RAMDAC GPU:
|
|
|
|
|
В референс-дизайне есть возможность исключения этого стабилизатора и питания RAMDAC от стабилизатора REG3. Я полагаю,
китайцы всенепременно воспользуются этим, и на телевизоре картинка может быть уже не так кристально чиста. При покупке карты будьте начеку!
Ну, с напряжениями, наконец, разобрались. Хочу еще раз подытожить, на какие напряжения следует обратить внимание при разгоне
карты. Это напряжение питания ядра памяти и напряжения питания ядра графического процессора. Для экстремалов - при существенном повышении напряжений
ядра памяти нужно будет поднимать напряжение Vddq (ввод/вывод ОЗУ) и, соответственно, напряжение на выходе стабилизатора LM2636 (опорное напряжение
терминации) так, чтобы оно составляло 1/2 от напряжения ввода/вывода. И также для экстремалов: при превышении напряжения ядра GPU выше 1.8 вольт,
необходимо соответственно повышать напряжение стабилизатора REG3 так, чтобы оно состояло с напряжением ядра примерно в той же пропорции, что и
соотношение напряжений 1.8 и 1.5 вольт до разгона. Остальные напряжения трогать нет никакого смысла.
Заканчивая эту часть статьи, хочу вкратце рассказать, какой потенциал заложен в референс-дизайне карты.
• Использование DDR SDRAM и SGRAM ОЗУ общим объемом до 256 Мбайт.
• Использование вентилятора с регулировкой частоты вращения и схемы контроля температуры GPU (заложено, но не смонтировано).
• Выход на стереоочки (реализовано, но не выведено на разъем). Выход на стереоочки можно взять с вывода 8 микросхемы U28 (SN74ACT86):
|
|
|
|
|
|
• Выход видео как S-VHS, так и Composite, и RGB с автоматическим переключением в последний по сигналу с разъема SCART (реализовано
в полной мере).
|
|
• 1 GND
• 2 GND
• 3 Y/RED
• 4 C/GREEN
• 5 SYNC
• 6 +12V Select (Out to SCART)
• 7 Comp/BLUE
|
|
|
• Разъем VID для подключения дочерней платы энкодера/декодера видеовхода/видеовыхода, а возможно, и ТВ-тюнера (заложено, но
не смонтировано).
|
|
3. Видеовыход.
|
|
Итак, вторая часть мерлезонского балета. Видеовыход.
Многие жалуются на низкое качество изображения на телеэкране. Чтобы возродить убитую надежду на качественный просмотр
фильмов скажу - видеокарта не причем. А "причем" - общий провод компьютера и телевизора. Как известно, для подключения к сети питания
компьютера используется евровилка с заземляющими контактами. Эти контакты электрически соединены с корпусом компьютера и общим проводом.
По всем нормам компьютер, чтобы не быть источником электромагнитных помех, обязан быть заземлен. Во многих домах сейчас делают проводку с
заземлением, и компьютер, будучи включен в сеть, оказывается заземленным. Телевизор же сделан проще и у него нет специального контакта
для заземления. Оба устройства - и телевизор и компьютер, имеют импульсные источники питания, которые, в свою очередь, имеют входные фильтры,
построенные примерно по такой схеме:
|
|
|
|
|
Конденсаторы C2C3 образуют емкостный делитель сетевого напряжения, и поэтому у телевизора на общем проводе болтается
примерно половина сетевого напряжения. Да к тому же, в средней точке собирается весь электронный мусор телевизора. Если видеовыход компьютера
присоединить к видеовходу телевизора, то по общему проводу потечет переменный ток от средней точки емкостного делителя напряжения, который
образуют конденсаторы входного фильтра. Этот ток весьма невелик, но его с лихвой хватает, чтобы бесповоротно испортить картинку и настроение
человеку, который уже приготовился смотреть свой MPEG4 или DVD на большом экране. Спектр этой помехи (к слову, называется она продольной)
весьма широк - это и 50 герц сети с ее гармониками, и 16 килогерц блока питания, и даже помехи пейджинговой и сотовой связи. В общем, целый
зоопарк :)
Как же избавиться от этой напасти? А выход только один - гальваническая развязка. Увы, опять придется взяться за паяльник.
Только курочить карту теперь не придется. Нужно будет собрать одну несложную схему. Есть такая компания, Hewlett Packard. Замечательная, надо
сказать, компания. Выпускает эта компания быстрые малошумящие оптроны, которые вполне подходят для целей гальванической развязки видеосигналов.
Называются оптроны HCNW136 и 6N136. Эти устройства вполне можно приобрести по сходной цене. 6N136 дешевле (порядка 30 рублей), но частотные
параметры несколько хуже, чем у HCNW136, которые стоят около 70 рублей. Дороговато, конечно, но что делать. За основу устройства взята тестовая
схема из даташита на оптроны. Я ее доработал для практического применения - обеспечил устойчивую работу на емкостную нагрузку, сделал выходное
сопротивление 75 Ом и немного улучшил линейность. Получилось устройство, способное развязывать видеосигнал с частотной полосой от 20 Гц до 10 МГц,
отношение сигнал/шум около 55 dB, линейность лучше 2% - в общем, то, что нам надо. Обошлось все это удовольствие мне, включая все детали и материалы
около 350 рублей, но дело стоит того. Это устройство подходит не только для видеокарт Radeon, но и для любой другой карты, и вообще для любой
видеоаппаратуры, и может пригодиться всегда.
|
|
|
|
|
|
Рис.1 Схема устройства гальванической развязки видеосигнала.
|
|
|
|
|
Рис.2 Схема блока питания
Небольшие замечания к схеме. Все транзисторы отечественного производства. При отсутствии транзисторов КТ363БМ их
можно заменить на КТ345В. На худой конец, если не найдете таких транзисторов, можно поставить КТ315 вместо КТ368 и КТ361 вместо КТ363.
Правда, ухудшится соотношение сигнал/шум. Транзистор КТ3117 заменять другим не рекомендую, так как у него при высокой граничной частоте
большой выходной ток. Для эстетов транзисторы КТ368БМ можно заменить на 2N3904, а КТ3117 на 2N2222. Все резисторы мощностью 0.125 Вт,
исключая R12 и R24 - они мощностью 0.25 Вт. На выходные транзисторы можно приклеить
небольшие алюминиевые пластинки в качестве радиаторов - они рассеивают около 200 мВт, что весьма немало для маломощного прибора. Схема
состоит из 2 каналов, что обеспечивает ее универсальность. Верхний канал - яркостный или композитный, в зависимости от подключения внешнего
источника, а нижний канал - цветовой. При подключении RCA разъема, вход S-VHS автоматически отключается. Так же и с выходом. Если нет
необходимости в использовании S-VHS источников, то нижний канал можно исключить. Дроссели L1 и L2 необходимы, чтобы снизить влияние
емкостной нагрузки на выходной каскад и предотвратить его самовозбуждение. Могут быть выполнены на ферритовом кольце М2000НН К10Х6Х2
тремя витками провода МГТФ (или любым другим проводом). Трансформаторы питания можно использовать любые другие с напряжением на вторичных
обмотках 8~12 вольт переменного тока и током вторичных обмоток около 200 мА. Но желательно использовать трансформаторы с секционированием
обмоток для меньшей емкостной связи между первичной и вторичной обмотками. Хочу обратить внимание на РАЗДЕЛЬНЫЕ источники питания - это
принципиально. Конденсатор C19 служит для "дренажа" в земляной провод сети накопленных на общем проводе помех. Без него все уловленные
общим проводом ВЧ помехи будут стекать по общему проводу сигнального кабеля и на изображении может быть муар. Припаивать конденсатор
(на плате его нет) к общему проводу нужно как можно ближе к общей точке стабилизаторов питания выходной части. Если сеть выполнена
без заземления и муар присутствует, то необходимо сделать емкостной делитель из 2 конденсаторов 2200 пф, среднюю точку которого соединить
с общим проводом GNDANALOG, а концы - соответственно к сетевым проводам питания (к фазе и к 0) также как на вышеприведенной схеме фильтра
конденсаторы С2 и С3. Правильно собранная схема в настройке не нуждается и работает сразу после включения.
Печатная плата выполнена на двустороннем стеклотекстолите, оборотная сторона служит в основном экраном и еще там есть
три перемычки. Разводка не идеальна, конечно - уж больно неудобный корпус попался, и все место на плате заняли разъемы и блок питания. Но,
по крайней мере, удалось добиться емкости между входом и выходом не более 25 пф. В принципе, если есть желание, то можно выполнить и
одностороннюю разводку - работать будет, думаю, не хуже. Настоятельно рекомендую использовать стальной экранирующий корпус, особенно если
рядом мощные источники ВЧ помех.
|
|
|
|
|
Первый рисунок ПП со стороны пайки, второй - со стороны компонентов, нижний - монтажная схема.
Из личных впечатлений могу сказать, что до использования данного устройства я никогда не подозревал, что мой
телевизор может так хорошо показывать. Изображение было как нарисованное. Так что рекомендую.
В заключение хочу выразить надежду, что все, о чем я писал, найдет применение у пользователей или хотя бы
поможет разобраться в особенностях видеокарты ATI Radeon 8500. Засим не прощаюсь - может, еще что-нибудь придумаю интересное с
этой видеокартой, о чем обязуюсь написать если не статью, то, по крайней мере, в форум.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
