电视机的一种新用途——家用电视机游戏机

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(蔡凡弟)电视游戏机是一种比较受人们欢迎的电子玩具,由于它的项目花样多,比赛性和趣味性强,不但儿童和青少年爱玩,甚至白发老人也喜欢尝试。目前电视游戏机有两大类:一类是大型电视游戏机,由电子游戏逻辑发生器和彩色电视显象部分组成。具有模仿性强,花样多及大屏幕彩色图案显示等优点,但结构较复杂;另一类是普及型家用电视游戏机,其特点是体积小,游戏项目少(一般具有3~6种),可与普通家用彩色、黑白电视机配合,作单人或双人游戏比赛。

AY-3—8500大规模集成电路是一种家用电视游戏机中的图象储存器,由它组装成的电视游戏机(简称游戏机)产生的游戏图象信号,可以直接输入到家用电视机的天线插孔上,作足球、乒乓球、拍球等双人游戏比赛和个人练习拍球等四种游戏(见封面)。下面我们介绍它的原理、组成、装制与调试。

图1
图1 🔍原图 (2120×2235)

原理与组成

显示在电视机荧光屏上的上述四种游戏节目(分别见图1)的场地、球拍、球等图案,都是由游戏机的图象储存器产生的,通过游戏节目选择开关选取其中之一。当选择乒乓球时,储存器便输出固定的乒乓球比赛“场地”、运动着的球体和球拍。球拍的移动,可由外接的电位器进行控制。当你所控制的球拍打中球体时,球会以一定的角度弹回去,同时游戏机的扬声器还发出一定频率的击球声。如果球碰到边框时,便发出另一频率的撞击声。若球出界,控制中心计算系统会立即判定左或右球员得分,并将分数显示在屏幕上得分的一方。当其中一方得分达到15分时,游戏便不能再继续进行了,只有按下复位按纽时,才能重新开始下一局比赛。

图2
图2 🔍原图 (1175×986)

游戏机的电路图如图2,印制电路板图如图3,其中AY-3—8500集成电路各引出脚的名称见表一

图3
图3 🔍原图 (1084×666)
图4
图4 🔍原图 (1946×1035)
图5
图5 🔍原图 (914×895)

图2中,BG\(_{1}\)、L1、R\(_{1}\)、C1、C\(_{2}\)组成2.045MHz振荡器,用以产生同步信号。改变R1或微调L\(_{1}\)可以粗调或微调振荡频率使图象同步。BG2、L\(_{2}\)、C10等等组成游戏图象载波振荡电路,它的频率是根据所选用的电视机接收频道来决定,最好是在VHF频段1~5频道中,选择当地不播送电视节目的某一频道(本机选在第3频道),C\(_{8}\)、C9为谐振电容。因C\(_{9}\)电容量很小,所以使用2~3厘米长的单股塑料绝缘线绞合作成,通过调整它的绞合程度可以改变信号的耦合度。C13是高频滤波电容,用以防止振荡信号干扰其它电路。L\(_{2}\)为振荡线圈、D6是隔离二极管,用以防止其它电路影响载波振荡的稳定。D\(_{1}\)~D5组成五端或门电路,分别接于集成电路的球信号输出端(6脚)、右球和左球输出端(9、10脚)、同步信号输出端(16脚)和计分输出端(24脚)。或门输出信号经L\(_{3}\)、L4、C\(_{6}\)、C7、R\(_{8}\)、R9组成π型滤波器滤波后与载波信号混合再经电容C\(_{5}\)和75Ω馈线送至电视机天线端。

BG\(_{3}\)、R5、R\(_{6}\)、C14组成音频功率放大器,放大击球时发出的音频(500Hz、1000Hz)信号,推动扬声器发出声音。

K\(_{1}\)~K4分别为发球角度(20°—40°)、球运动快慢、球棒长短、运球状态等控制开关,可根据需要接通或断开,也可不用(封面所示游戏机未装)。

K\(_{0}\)1~K04是游戏项目选择开关,Z是复位按钮,K\(_{5}\)是电源开关,W1、W\(_{2}\)是左、右球拍移动调节电位器,可安装在游戏机的左右端,也可分别装在两个独立的小盒上,通过屏蔽线引至游戏机。Y为扬声器。

本机采用直流7.5V电源,全机工作电流小于100mA。

装制与调试

本机所用晶体管可选用特征频率较高的三极管如3DG84,β在80以上即可。 BG\(_{3}\)选用 3DG6,β应大于50,D6需采用性能较好的2CK1,D\(_{1}\)~D5,采用2AP二极管即可。W\(_{1}\)、W2为两只500K电位器,K\(_{1}\)~K5为单刀单掷开关,K\(_{0}\)为单刀六掷转换开关(本机用了四掷),扬声器Y可用3英寸1/4W的。其它元件均可采用市售低档品。

安装前重要的是对所用元器件的参数进行测试,并将已排好的元器件引出脚镀上锡,避免装制时产生虚、假焊。一般装制完毕,经细心复核无误后,即可把信号输出电缆引至电视机无线插孔处接好,并接通电视机和游戏机电源,通过观察电视机荧光屏上显示的情况进行调试。一般有下面一些情况:

1.无信号:可能BG\(_{2}\)未起振,因此须使BG2起振。

2.有微弱信号:BG\(_{2}\)振荡频率偏离电视机接收频道太远,可转动电视机频道开关及微调钮,找到一个信号最强的频道(若游戏机的信号很强,它的谐波有可能在整个VHF频段出现,遇到这种情况时,可把游戏机的输出线接在1:10天线插孔或把远近程开关置于近程),这时,暂不去考虑游戏机发射的频率正确与否,待最后统调时再解决。

3.不同步:原因是BG\(_{1}\)振荡频率远离2.045MHz,可改变R1的阻值达到同步。调节L1可使“球场”图案显示在屏幕正中,即表示BG\(_{1}\)的振荡频率基本正确。

4.图像S形畸变:电源滤波不良,应先检查 C\(_{15}\)。若电源是采用交流经整流供电,先改用电池供电进行调试。也可能是因R13阻值偏大引起,应减小。

5. 伴音小:BG\(_{3}\)的放大倍数太小,可调换BG3或减小R\(_{6}\)。

6.左右球拍移动范围太大或太小,可改变R\(_{2}\)、R3的阻值,使W\(_{1}\)、W2调节到两极端时,屏幕上的球拍,刚好能在屏幕上下端显示。

当上述几点解决之后,可根据自己希望接收的频道,重新调整C\(_{8}\)、C9及 L\(_{2}\),使载波振荡频率与接收频道相符。这样,游戏机的调试即告成。

图6
图6 🔍原图 (899×529)