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Fehleranalyse: - Grafikfehler

Zig Zag Bootleg mit Grafikfehlern

Die nachfolgende Instandsetzung betraf ein historisches Sammlungsstück aus meiner Kindheit. Eine Zig Zag Bootleg-Platine. Die Fehlerbeschreibung umfasste thermisch bedingte Grafikfehler im fortlaufenden Betrieb. Hier einige Bilder:

Der Testlauf begann unauffällig, doch nach rund 20 Minuten traten in der Bildmitte erste Grießel-Effekte auf. Dieses Fehlerbild verschlimmerte sich im weiteren Betrieb, bis sich mehrere Linien quer über den Monitor zogen. Da das Spiel nach dem Abkühlen des Boards wieder vollkommen normal startete, lag die Ursache auf der Hand: Ein klassischer Wärmefehler. Zur Lokalisierung der Fehlerquelle thermisch belastete ich die Unterseite des Videoboards mit einem Heißluftfön. Durch diese Methode ließ sich die Ursache auf einen 74LS298 und ein MB7052 PROM herunterbrechen. Sobald ich diese beiden Komponenten separat erhitzte, provozierten sie umgehend die besagten Linien auf dem Monitor.

Dass beide Komponenten auf die Hitze reagierten, machte mich stutzig. Nach einem Tipp von mrdo untersuchte ich die Ausgänge der beiden ICs schließlich mit dem Oszilloskop. Laut seiner Erfahrung ließen sich bei defekten Halbleitern unter Hitzeeinfluss signifikante Signalveränderungen nachweisen. Genau diesen Test führte ich im Anschluss durch.

Die Oszilloskop-Messung lieferte zunächst keine signifikanten Unterschiede. Da der Heißluftfön die Wärme recht breitflächig verteilte, bestand der Verdacht, dass die Hitze über die Leiterbahnen übertragen wurde. Um eine Verfälschung auszuschließen und die Fehlerquelle exakter zu isolieren, ging ich dazu über, die ICs einzeln und direkt mit dem Lötkolben thermisch zu erhitzen.

Das Testergebnis lieferte die entscheidende Spur: Während der 74LS298 erst nach längerer Zeit ein leichtes Grießeln zeigte, provozierte die Erwärmung des MB7052 nach wenigen Augenblicken den kompletten Bildausfall. Da ich der Diagnose noch misstraute, bearbeitete ich zunächst die Lötstellen beider Bausteine mit frischem Lot nach – was das Problem jedoch nicht löste. Während der Inspektion entdeckte ich zudem einen gebrochenen Kondensator auf der Platinenoberseite, welcher sich im Nachgang jedoch als unrelevant für diesen spezifischen Fehler herausstellte.

An dieser Stelle hing ich dann leider erst einmal fest, da ich selbst nicht die Möglichkeit hatte, ein neues PROM zu brennen. Ich gab das Board daher an mrdo mit der Bitte, den Baustein versuchsweise auszutauschen. Leider brachte auch das nicht den erhofften Erfolg. Der Fehler blieb hartnäckig bestehen. Am Ende lag die wahre Ursache an einem schlechten Timing auf der Platine. Dieses Problem konnte schließlich durch das gezielte Einlöten eines Widerstands dauerhaft gelöst werden. Bei dieser Gelegenheit wurde natürlich auch der zuvor entdeckte, gebrochene Kondensator direkt mit ersetzt.

Aber wie genau fand man eigentlich so einen versteckten Timing-Fehler? mrdo erklärte das Vorgehen so: Im Prinzip versucht man, den Grafik-Glitch gezielt hervorzurufen. Danach schaut man, ob sich das Fehlerbild verändert, wenn man die Signalleitungen manuell beeinflusst. Manchmal reicht es schon, mit dem Finger daraufzutippen – in diesem speziellen Fall genügte bereits die minimale Last des Oszi-Tastkopfs. Der nachträglich verbaute blaue Widerstand zog das Signal ein Stück runter. Wenn nun eine steigende Flanke kam, bewirkte das eine ganz leichte zeitliche Verzögerung des Signals, weil die High-Schwelle einfach etwas später erreicht wurde. Das Ganze basierte auf enorm viel Erfahrungswert und ist gar nicht so leicht zu erklären… Die Mühe wurde belohnt: Die Platine lief im anschließenden Dauertest über mehrere Stunden völlig ohne Probleme. Der Fehler war endgültig behoben. Eine kleine, aber interessante Anmerkung noch zum Schluss: Da dieser Widerstand ab Werk komplett fehlte, war die Platine vermutlich nie in ihrem Leben fehlerfrei gelaufen. Anscheinend nahm man solche gravierenden Mängel bei Bootlegs damals im Werk einfach in Kauf. Vielen Dank an mrdo aus dem „arcade reloaded“ Forum für die Hilfe und Reparatur des Boards. Gerne dürft Ihr in unserem Forum an der Restauration / Reparatur teilhaben und mitdiskutieren. Zum Forum gehts hier. Eine Registrierung ist erforderlich.

Materialeinsatz: 2 x Sockel 16 PIN 1 x Kondensator 1 x Widerstand

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