Hercules-Karte an VGA-Monitor anschliessen - ganz einfach! (Schaltplan mit Bastel-Anleitung)

  • Brauchbare Monochrommonitore sind heutzutage schwer zu bekommen.

    Ganz davon abgesehen von der Platzfrage. Ein Monitor, der die meiste Zeit nur Platz wegnimmt, das kann ich nicht gebrauchen.


    Daher die Idee, eine Herculeskarte an VGA anzupassen.

    Im Prinzip ganz einfach.

    Im Netz gibt es bereits verschiedene Loesungen.

    Eine Hightech-Loesung (Grabber mit VGA-Output) z.B., oder eine andere, direkt am Controllerausgang abzugreifen und mit Widerstaenden auf RGB fuehren.

    Beide Moeglichkeiten gefallen mir nicht, die erste ist mir zuviel Aufwand, die zweite viel zu gefaehrlich wg Ueberlastung des Controllerausgangs.


    Daher habe ich meine eigene Variante zusammengebastelt.


    Features:

    -100 Hz Bildwiederholrate

    -R-G-B separat durch Poti einstellbar auf gewuenschte Monochromfarbe


    Hier erstmal die Schaltung, und danach die Erklaerung + Anleitung.

    Das ist die Schaltung vom Signalverarbeitungsteil.



    Dies ist die Oszillatorschaltung.


    Schaltungserklaerung:

    Die Signale werden vom Controllerchip abgenommen und in XOR-Gatter eingespeist, wegen der Invertiermoeglichkeit. Muss also nicht mit XOR-Gattern gemacht werden, man kann auch was anderes nehmen. Hauptsache die Signale sind gepuffert und der Controller kann nicht so einfach von aussen kaputtgemacht werden.


    Das Videosignal und das Intensity-Signal gehen danach auf jeweils 3 Open Collector Treiber, die man einigermassen belasten kann.

    Urspruenglich dachte ich, das VGA-Hellsignal sei 0,7V, musste nach dem Aufbau aber feststellen, dass realistisch eher 1V gelten.

    Also habe ich den Pull-up Spannungsteiler aendern muessen von 470 auf 300 Ohm, damit die Helligkeit stimmt. Im Monitor werden die Signale ja mit 75 Ohm gegen Masse abgeschlossen, und so ergeben sich die Zielwerte.

    Die RGB-Einstellung erfolgt mit den Potis, so dass man sich seine Monochrom-Lieblingsfarbe einstellen kann.


    Die Taktaenderung des HGC-Controllers erfolgt ganz brachial durch Einspeisung eines Oszillatorsignals in den Controller. Leider haben viele (CMOS-)Oszillatoren nur einen schwachen Ausgang, der die Oszillatorschaltung im Controller nicht abzubuegeln vermag. Daher wird dessen Signal durch einen Buffer geschickt und dem Controller sozusagen gewaltsam in den Hals geschoben.


    So habe ich den Kram aufgebaut:


    Zuerst einmal eine Protoplatte an die HGC angepappt. (Uhu plus endfest zwei Tage haerten lassen)


    Danach den Oszillator auf der Karte (Quarz, 2 Widerstaende, 2 Kondensatoren) entfernt.

    Ueberall die unbestueckten Abblockkondensatoren nachtraeglich eingebaut.

    Die herausgefuehrten Signale werden durch 22-Ohm Widerstaende "geschuetzt".

    Die ebenfalls raus, das ergibt dann schoene Loecher, mit denen man die Signale bequem abzapfen und einleiten kann.


    Dann halt den im Schaltplan skizzierten Krempel auf die Protoplatte raufgeloetet.

    Bei den danach getaetigten Tests stellte ich fest, dass ich die Schaltung um besagten "Oszillatorverstaerker" erweitern musste.

    Dazu pappte ich nochmal eine, vorsorglich etwas grosszuegigere Protoplatte an die Karte an.


    Nun sieht das Ding so aus:


    Und von hinten:



    Wer genau hinschaut, sieht noch einen nicht im Schaltplan erwaehnten Teil mit 555.

    Der war eigentlich dazu gedacht, waehrend der Austastluecke das Bild dunkelzuschalten. (An diese Notwendigkeit zu denken war mir vorher nicht der Gedanke gekommen :fp:)

    Hab aber damit Schwierigkeiten gehabt, und mir wars dann auch egal, da ich die HGC eigentlich nur fuers Testen meines Retro-Screensavers fuer DOS und Altwindows benoetige. So wichtig war mir dafuer auch nicht, die eigentlich vorgesehene Invertierfunktion (Schwarz-auf-Weiss-Darstellung) zum Laufen zu bringen.


    Am 9-poligen MDA-Stecker sind noch genuegend Pins frei, um RGB herauszufuehren und zusaetzliche Massepins zu legen. Den kann man sich nach Gusto belegen.

    Um den 9-poligen Stecker nicht austauschen zu muessen, zweckmaessigerweise noch das Adapterkabel 9pin->VGA.



    Nach dem Zusammenschrauben durchaus annehmbare Optik:




    Und das dann in Funktion an einem Nokia 447Xi.

    Farbe auf das Blaugruen eingestellt, welches ich wollte:



    Die Bildwiederholrate von flimmerfreien 100Hz (oder 98, reicht mir auch):




    Was halt noch nicht stimmt, ist die Abstimmung der Widerstaende, die Normal und Intense unterscheiden lassen.

    Die von mir pi mal Daumen gewaehlten 120R und 1k2 liegen zu weit auseinander.

    Das stimme ich bei Gelegenheit mal ab.


    Vielleicht ist so eine Bastelei ja auch fuer Andere interessant.

    Daher noch eine moeglicherweise wichtige Info:

    In den 1990ern hatte ich schon mal eine Reihe HGC durch Aufpappen eines Quarzoszillators umgebastelt auf 70Hz zwecks Verwendung mit dem Eizo 4051, von dem ich ein paar Stueck fuer 20DM bekam.

    Dabei habe ich diverse HGC-Rohlinge ausprobiert, und manche taten sich schwer mit der Uebertaktung von 16 auf 23MHz. Von den von mir ausprobierten Chipsaetzen erwies sich nur der Tamarack als zuverlaessig uebertaktbar, selbst auf 28MHz (man kann den Eizo 4051 von 70 auf 90Hz tunen!).

    Daher habe ich fuer dieses HGC->VGA Projekt keine Experimente gemacht, sondern direkt eine Tamarack-HGC genommen.


    Anregungen/Ideen zur Verbesserung jederzeit willkommen!

  • Schonmal garnicht schlecht.

    Die Frage, welche CRTCs die Übertaktung (dauerhaft!) mitmachen, ist dabei natürlich auch wichtig.

    Hast Du das auch mal an einem TFT ausprobiert?

    Ich habe die Befürchtung, daß die meisten da nicht mitspielen werden...

  • Die von mir uebertakteten Tamarack-Chips hatten nie Probleme oder Ausfaelle.

    Warm werden die auch nicht.

    Hatte 7 Jahre mehrere Eizo 4051 in Betrieb damit.


    Um das an TFT ranzubekommen, muesste man wohl auf irgendeine bekannte Frequenz tunen oder nahe daran, dass der Monitor darauf synct. Gibt ja einige, die das mitmachen.

    Halt so, dass statt 50 oder 100 Hz die von TFT bevorzugten 60Hz Bildwiederholfrequenz rauskommen.

    Weiss nicht, ob es 19.2 MHz Oszillatoren gibt.

    Einzelquarze 19.2 MHz gibt es, und da waere wohl sinnvoll, zuerst mal zu testen ob der Controller-Oszillator korrekt mit denen arbeitet. Wenn ja, dann waere das Ganze ein wenig einfacher.

    Ansonsten koennte man einen (seltenen) 38.4 MHz Oszillator zusammen mit Teiler nehmen, um die 19.2 MHz fuer eine Bildwiederholrate von 60Hz zu erzielen.


    Edit:

    Habe einen Dell FP2007, vllt laeuft der ja mit 50Hz. Werde das mit dem austesten, wenn ich die Abstimmung der Widerstaende fuer Normal und Intense mache.

  • HGC/MDA hat ja normalerweise 18,43 kHz. Wenn man das jetzt von 50 auf 60 Hz ändert, landet man bei ~22,12 kHz.

    Da vermute ich auch eher schlechte Erfolgsaussichten bei einem TFT.

    Um auf die VGA-typischen 31,47 kHz zu kommen, müsste man auf ca. 85 Hz gehen.

    Aber ich nehme an, daß auch da so gut wie alle TFTs nicht mitspielen.

    Normaler Weise synchronisieren die nur die Kombinationen aus Auflösung und Frequenz, die sie kennen.

  • Normaler Weise synchronisieren die nur die Kombinationen aus Auflösung und Frequenz, die sie kennen.

    Danke fuer die Anregung!

    Verschiedene Berichte im Web deuten ja darauf hin, dass es LCDs geben koennte, die auch gewisse "abweichende" Modi schlucken.Sollte dann wohl mal meine Weihnachtsbastelei zweckentfremden, um zusammen mit versch. VGA-LCDs die gemoddete HGC durchzustimmen.

    Wenn es ne Frequenz gibt, auf die LCD-Monitore syncen, ist das wohl der einfachste Weg, diese herauszufinden.

  • Also das ist ja mal der Hammer! Wirklich großartig! Ich habe zwar aktuell keinen PC mit einer Hercules-Karte drin, aber ich rege mal an, dass es hierfür eine fertige Platine geben sollte, die sich möglichst flexibel an verschiedene Hercules-Karten andocken lässt.


    Soweit ich es verstehe, werden von der Karte alle für den VGA-monitor benötigten Videosignale nochmal aufbereitet. Vielleicht findet sich eine Möglichkeit, den notwendigen VGA-Anschluss am PC separat vom Hercules-Ausgang anzubringen, dann dürfte sich die Modifikation der Hercules-Karte etwas vereinfachen, und man benötigt keinen Adapter, außerdem ließe sich bei Bedarf weiterhin ein Hercules-Monitor anschließen?


    Wie sieht es denn eigentlich mit dem Video-Timing von Hercules aus, schafft das jeder VGA-Monitor, oder sind besonders gute Geräte (Multisync) notwendig?


    Update: Das eröffnet ja ganz neue Dimensionen!!!


    Das Schaltungsprinzip dürfte sich auch eignen, um CGA- und EGA-Karten an VGA-Monitoren zu betreiben. Man muss "nur" obigen Signalmischer für das Monochrom-Video-Signal mit Intensität für jede der drei Farbsignale verfielfachen. Am Videotiming muss man da wahrscheinlich nichtmal was ändern. Auch für die Olivetti M24 dürfte das interessant sein, da kann man die Mischer-Schaltung am externen 25-Pin-Anschluss der Grafikkarte anstecken, denn auf dem Stecker ist eine 12V-Betriebsspannung drauf, die man für die Versorgung der Schaltung mit nutzen kann. Ich mache mir demnächst mal ein paar Gedanken zu dem Thema...

  • 1ST1 Coole Ideen, da kann man gut brainstormen!


    ... hierfür eine fertige Platine ...die sich möglichst flexibel an verschiedene Hercules-Karten andocken lässt.


    ...eine Möglichkeit, den notwendigen VGA-Anschluss am PC separat vom Hercules-Ausgang anzubringen, dann dürfte sich die Modifikation der Hercules-Karte etwas vereinfachen, und man benötigt keinen Adapter, außerdem ließe sich bei Bedarf weiterhin ein Hercules-Monitor anschließen?

    Gute Idee - das liesse sich in einem Kaestchen, ins Kabel eingeschleift, gut einbauen. Dann koennte ggf. die Modifikation auf der HGC sich auf den Austausch des Quarzes gegen einen schnelleren beschraenken.


    Quote

    Wie sieht es denn eigentlich mit dem Video-Timing von Hercules aus, schafft das jeder VGA-Monitor, oder sind besonders gute Geräte (Multisync) notwendig?

    36kHz horizontal sollten eigentlich alle Super-VGA-Monitore schaffen. 100Hz vertikal vllt nicht alle, aber man kann ja auch einen geringeren Takt waehlen.


    Quote

    Das Schaltungsprinzip dürfte sich auch eignen, um CGA- und EGA-Karten an VGA-Monitoren zu betreiben. Man muss "nur" obigen Signalmischer für das Monochrom-Video-Signal mit Intensität für jede der drei Farbsignale verfielfachen. Am Videotiming muss man da wahrscheinlich nichtmal was ändern. Auch für die Olivetti M24 dürfte das interessant sein, da kann man die Mischer-Schaltung am externen 25-Pin-Anschluss der Grafikkarte anstecken, denn auf dem Stecker ist eine 12V-Betriebsspannung drauf, die man für die Versorgung der Schaltung mit nutzen kann. Ich mache mir demnächst mal ein paar Gedanken zu dem Thema...


    Daran hatte ich gar nicht gedacht. Das sollte ohne weiteres machbar sein. Bei EGA hats 350 Zeilen, die sollten alle VGA Monitore schaffen, ist ja nicht so weit von den 720x400 in VGA Textmodus. Bei CGA sinds weniger Zeilen. Da wuerde ich sagen "einfach ausprobieren!".


    Schwieriger waeren da bloss die Karten, die Einzel-Quarzoszillatoren fuer die verschiedenen Modi verwenden. Da muesste man diese jeweils ersetzen durch einen schnelleren. Bei Karten mit Clockgen Chip wuerde es genuegen, dessen Ursprungstakt (i.d.R. 14.318MHz) entsprechend zu skalieren.


    Wenn wie beim Olivetti am Videoanschluss bereits eine Versorgungsspannung bereitliegt, das wuerde einen "Adapter-im-Kabel" erleichtern. Ansonsten legt man eben (ueber eine Kleinsicherung geschuetzt) eine Versorgungsspannung an einen unbenutzten Pin des Steckers.


    Die Idee, eine moeglichst universelle Schaltung auf ein kleines Board zu bringen, find ich gut... hast Du Erfahrung/Uebung mit Platinen-Layout?


    Edit:

    Abhaengig vom verwendeten VGA-Monitor koennte man auch EGA-Karten an VGA-Monitore anschliessen, ohne an der Karte selbst irgendwas zu modifizieren. Denn viele VGA-Monitore koennen mit Horizontalfrequenzen ab 15kHz aufwaerts arbeiten, und dann wuerde dieser Einfachst-"Digital-Analog-Wandler" in dem "Kaestchen" genuegen.

  • Bei mir noch laenger... mit Decon-Dalo-Stift und rotring-Rubbelfolien :fp:


    Andererseits ist die Schaltung so einfach, dass man das mit einem Vektormalprogramm machen und dabei auch das Kuenstlerische beim Layouten ausleben koennte :)

  • Update und Schaltungsaenderung:


    Habe mit dem variablen Oszillator versucht, die Karte zu takten. Irgendwas muss ich dabei falsch gemacht haben, die Karte startete damit nicht, auf verschiedenen Mobos. Wahrscheinlich irgendein idiotischer kleiner Fehler. Habe deshalb den beabsichtigten Test mit LCD Monitoren erstmal auf Eis gelegt.


    Um die Herculeskarte nun als fertig abhaken zu koennen, habe ich die 120 Ohm Widerstaende ersetzt mit 15 Ohm Widerstaenden und die 1k2 Widerstaende ersetzt mit 120 Ohm.

    Der Unterschied zwischen Normal und Intense ist nun sehr schoen sichtbar.



    Die HGC-VGA-Geschichte kann ich nun als erledigt abhaken.

    Bin persoenlich sehr zufrieden. Bild ist superscharf, flimmerfrei und noch dazu in meiner Lieblingsfarbe.



    Und noch ein paar Gedanken wegen dem Anschluss von unmodifizierten CGA und EGA an VGA-Monitore...


    Die fruehen Multisync Monitore konnten eigentlich alle (soweit ich mich an die Specs erinnere) 15kHz bis irgendwo 35kHz und sowohl progressiv und interlaced Modi.

    Mein erster Multisync (Sony CPD-1402E) in 1989 z.B. konnte von 15-40.


    Diese alten Teile sind auf ebay nur noch selten zu finden.

    Habe bei der Suche nach verkauften Roehrenmonitoren auf ebay 19 Stueck gelistet gesehen, von denen lediglich 3 von dieser ersten Generation waren, zwei davon ausgelutschte Teile von Noname-Anbietern.


    Andererseits, EGA-Monitore waren gar keine mehr dabei.

    So eine Adapter-Schaltung koennte also auch ohne Modifikation an der Grafikkarte selbst ermoeglichen, ueberhaupt noch einen Monitor anzuschliessen.


    Die Frage ist halt, ob und wieviele an einem solchen CGA, EGA oder aehnlich auf VGA-Adapter ueberhaupt Interesse haetten...

  • Diverse NEC Multisync-TFT ab 19 Zoll aufwärts kommen problemlos mit 15 Khz Video zurecht. Und 70Hz-Auflösungen (z.B. ATARI TT Hoch 1290x960 70Hz) können die auch. 1990nxp, 1990sxi, 1970nxp usw. Letzterer is besonders genial, der kommt sogar mit Interlace-Modes (Amiga, Atari Falcon im RGB-Modus) zurecht und es gibt eine analoge Soundbar die man unten anclipsen kann und ganz gut klingt. Die Dinger gibts für um die 25 Euro in der Bucht.

  • Update:


    Zwischenzeitlich hatte ich, um die umgebaute Karte ästhetischer zu machen, einen überstehenden Teil abgebrochen.


     


    Mitsamt Adapter für VGA-Kabel recht kompakt:





    Blauknuddel hat mir netterweise kürzlich zwei originale Hercules Plus Karten überlassen :)

    Danke Blauknuddel :thumbup:

    Diese unterscheiden sich von der gewöhnlichen Hercules Karte durch das zusätzliche Font-RAM (16kB).


     


    Dieses Font-RAM ist eine wundervolle Ergänzung.

    So kann man inverse Fonts laden und Positivdarstellung geniessen.



     


    Allerdings ist der Aufbau der HGC+ doch erheblich anders als der vorstehend beschriebene Tamarack-Klon.

    Wie hier der Umbau minimalinvasiv am besten durchzuführen ist, bin ich mir noch nicht schlüssig.


    (Fortsetzung folgt)

  • Dieses Font-RAM ist eine wundervolle Ergänzung.

    So kann man inverse Fonts laden und Positivdarstellung geniessen.

    Wie umständlich... Ich habe einen Monitor von Olivetti, da kann man per Taster einfach das Videosignal invertieren...

    Ja das war bei den besseren SW-Monitoren üblich.


    Früher im gewerblichen Bereich sehr verbreitet war der Eizo 4051, der mit einer modifizierten Eizo MDA auf 70Hz lief.

    Der wurde seinerzeit auch mit der "flimmerfreien" [*] Positivdarstellung beworben.

    Den konnte man auf fast 90 Hz hochtunen.

    Ich hatte in den 90er Jahren mehrere davon, gekauft als die noch im Refurbisher-Markt billig zu haben waren.


    Beides - die Eizo MDA für den 4051 sowie der Monitor selbst - sind dermassen vollständig im Schleier der Vergessenheit verschwunden, das ist unglaublich.


    Anm. [*]:

    Die Wahrnehmungsschwelle für Flimmern ist von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. Ich empfinde ein Bild erst ab ca. 90Hz als flimmerfrei.

    Was darunter ist, empfinde ich als unruhig.

    Das ist auch der Hintergrund, warum ich auch für meine Retrorechner 100Hz in allen Modi (Text wie Grafik) will.

  • Oha!

    Interessant zu sehen, dass auch andere sich mit dem Thema "Anpassung an VGA" beschäftigen!

    Ist ja m.E. auch nichts Unanständiges, wo die Original-Monitore immer schwerer zu finden sind, erst recht in brauchbarem Zustand...


    Wäre jetzt rein theoretisch eine interessante Frage, wie moderne CRT mit Zeilensprung klarkommen...
    Ein derartiger CGA->VGA-Adapter hätte auch was...

    ... das charakteristische CGA-Flackern gibts ja in der CGA-Emulation der VGA nicht mehr.

  • Nachdem ich ein wenig im o.g. Thread herumgelesen habe, und ein wenig nachgedacht habe darüber, wie ich die HGC+ am besten modde, überlege ich momentan, wie sowas aussehen könnte, und wie ich das in Gerberform giessen könnte, ohne mich mehr als unbedingt nötig in Layoutsoftware einarbeiten zu müssen.


    Folgende Merkmale:

    Plättchen mit

    1. klar markierten Inputs für RGBI, welche auch mit Pfostenstecker bestückbar sind
    2. für jede Farbe zwei Steller: normal und Intense (zum Abgleich der gewünschten Level, je nach Geschmack und Monitor-Inputcharakteristik 0.7-1V)
    3. Anschlussmöglichkeit eines Printsteckers DB15(VGA), so dass die Platte z.B. nicht nur piggyback, sondern alternativ auch an einem leicht zu findenden Slotblech mit Bohrungen für DB9/VGA, oder an einer entsprechenden am Gehäuse bereits vorhandenen Öffnung montiert werden kann

    Da wäre dann egal ob der Input von Monochrom oder CGA kommt.

    Bei ersterem brückt man halt die RGB-Eingänge zusammen.


    So liesse sich das Ganze minimalinvasiv machen.

    Lediglich die Abgriffe der Signale müssten entweder gelötet werden oder, wenn man ganz ohne Hardwareeingriff auskommen will, eben abgegriffen werden mit einem DB-9-oder-was-immer-Kabel, das vom Stecker aussen durch eine Bohrung wieder nach innen geführt wird.

    Hier könnte man auch gleich eine Kodierung mit vorsehen, so dass seltene M24 oder 6300 nicht durch verpoltes Stecken des Kabels beschädigt werden können.

    Die Stromversorgung des Adapters könnte dann z.B. über Molex oder 3.5"-Laufwerksanschlüsse durchgeführt werden.


    Bin grad so am Brainstormen...

    mir wäre definitiv lieber, die Schaltung in gedruckter Platte aufzubauen als fliegend wie der in diesem Thread umgebaute alte HGC-Klon...

  • Würde es evtl gehen, wenn du die 2x DB9 (HGC, CGA/EGA), DB25 (M24, M24SP, M240, M290, Xerox 606x, AT&T 6300 - hier auch berücksichtigen dass auf dem Stecker +15V für die Versorgung der Logikbausteine vorhanden ist!) nicht einfach am Platinenrand ins Layout integrierst, so dass jeder das bestückt, was er braucht (notfalls alle)? Da wäre ich dabei und ich würde eine Zahl zwischen 1 und 10 Stück nehmen, eher im oberen Bereich...


    Ob da aber unbedingt Potis notwendig sind? Die im vcfed genommenen Werte scheinen ja ganz gut zu klappen.


    Eine Farbabstufung wie von @drzeissler gewünscht, brauche ich nicht.