В 80-90-х годах многие микросхемы, необходимые для сборки Спектрума, были дефицитными. Сейчас с этим проще, но иногда тоже приходится доставать некоторые из них, особенно тем, кто живет в глубинке. В статье описаны замены некоторых из них, а также использование микросхем старых серий 155 и 531 теми, у кого они сохранились.

Нумерация микросхем приведена по схеме https://www.cxemateka.ru/v1/leningrad_sch.pdf

Судя по платам выпускавшихся клонов, можно делать следующие замены:
        D15, D16, D17, D18 (555КП11) на 555КП14 — менять комплектом все 4 сразу, так как выходы с инверсией и работают на адреса памяти. Тогда при доработке схемы до 128К надо в схеме доработки заменить элемент eD5.4 (ЛЛ1) на eD3.4 (ЛЕ1):

пост К.Айги от 8 февраля 2024 (форум cxemateka.ru page 28) ссылка на пост

        D19 (555КП11) на 555КП16
        D35 (555ИР16) на 155ИР1
        D36 (555КП11)  лучше заменить на 555КП16 для обеспечения уровня черного  (см. http://zxbyte.ru/leningrad_video_out.htm). D36 (555КП11)  можно поменять на 555КП14, если надо инвертировать сигналы R, G, B. Но тогда надо еще «перевернуть» три диода на 12н микросхемы.
       Транзисторную сборку К125НТ1 (К1НТ251) можно заменить четырьмя n-p-n транзисторами. Подойдут например КТ3102АМ, КТ368АМ и аналогичные с похожей цоколевкой. Также можно применить импортные 2N3904 и подобные с подходящей цоколевкой.
На фото показана распайка четырех транзисторов КТ368АМ вместо микросхемы К125НТ1.

Даже если компьютер нормально работает запаяйте резистор 680 - 1К между 9 ножкой D2 (ТМ2) - сигнал /RAS и плюсом питания (на фото показан красной стрелкой). Это поможет кмпьютеру запуститься при снижении напряжения в сети или когда напряжение питания микросхем по какой-либо причине понизится.

Сейчас нет особого смысла устанавливать две микросхемы 2764 вместо одной 27128. Для установки 27128 надо разрезать одну дорожку и запаять две перемычки.

Установка 27128 на Ленинград 48К (плата SBLive.narod.ru)


Установка 27128 на Ленинград 48К (плата micklab.ru)

Если вы будете ставить два ПЗУ 2764 вместо одного 27128, то имейте ввиду два замечания. Первое замечание - от К. Айги на форуме по ZX SPECTRUM на cxemateka.ru стр.22.
"AXLP_RU, да, можно разбить sos48k_only.bin на две половинки так:
27С64 D29 - #0000-#1FFF
27С64 D41 - #2000-#3FFF

Только не все ПЗУ подойдут. Дело в том, что в «Ленинграде» выборка ПЗУ D41 осуществляется по входу 27 (PGM), что не всеми микросхемами поддерживается. Подробнее об этом тут:
https://zx-pk.ru/threads/33199-otklyuchaemyj-po-romdis-uvprom-27128-podskazhite.html" ссылка на пост

Второе замечание там же от пользователя alex - по ошибке разводки второй ПЗУ 2764 в Ленинграде 48К:
"Друзья, это дополнение к пункту 6 моего комментария от 3 октября 2021г. В нём шла речь о неправильном схемном решении в ZX Spectrum 48K Ленинград-1 при подключении одной из 2764. На производстве я имел дело с промышленными контроллерами. Давно это было. Так вот тогда, запустив свой ZX заметил, что уже загруженные игры очень часто самопроизвольно сбрасываются.
И это было у всех на таких же ZX. При сравнении схемы подключения ПЗУ ZX со схемой промышленного контроллера выяснилось, что вторая микросхема D30 по схеме и она же D41 на плате имеет нестандартное для неё подключение! В частности, её выв. 20 подключен к –5 В. Тогда как в промышленном контроллере на выв. 20 подаётся сигнал A13 с выв. 3 процессора Z80 через инвертор микросхемы К555ЛН1. Поэтому на плате в схему подключения D41 были внесены следующие изменения:

1. Выв. 20 D41(/CS) был отрезан от –5 В.
2. Выв. 27 D41(U2) был отрезан от выв. 3(A13) процессора Z80, от выв. 20 D29(A13) и от катода диода D(A13) и соединён с выв. 28 D41(+5 В).
3. Выв. 3(A13) процессора и выв. 20 D29(A13) были соединены с катодом диода D(A13) и со входом неиспользуемого логического элемента "НЕ" микросхемы D34 (ЛН1) выв. 13.
4. Выход c D34 выв. 12 был соединён с выв. 20 D41(/CS).

Вот и всё. Для этого потребовалось в 3-х местах перерезать печатные проводники на плате и припаять 3 дополнительных проводка. Игры больше не сбрасываются!
В схеме одинаково хорошо работают как 2764 (ТТЛ) так и 27C64 (КМОП) с процессором Z0840004PSC (ТТЛ) и Z84C0004PSC (КМОП) в любом сочетании.". ссылка на пост

Судя по платам выпускавшихся клонов в качестве второй 2764 можно устанавливать микросхемы AM27C64, M27C64A, M2764A, NMC27C64, Q2764A, D2764A, U 2764 A. Наверняка есть микросхемы и других производителей, которые поддерживают выборку ПЗУ по входу 27.

Наверное, все микросхемы мелкой логики в Ленинграде можно заменить иностранными аналогами, кроме D33 (555ИР9, 1533ИР9).
Вначале вместо 555ИР9 запаял иностранный аналог 74LS165. Окружность знака копирайт отобразилась в виде дуги. Тогда настроил RC цепочку, получилось R=200 Ом и C=1000 пф. Окружность стала выводиться полностью, но изображение стало нестабильным: буквы и цифры стали мельтешить, стали выскакивать разные артефакты и иногда даже черный экран. Можно настроить стабильное изображение, но тогда окружность выводится не полностью. Из импортных микросхем вместо 555ИР9 можно попробовать 74HC165. В RC - цепочке R=220 Ом, а конденсатор надо подобрать в пределах C = 470 ÷ 1000 пФ.
Поставил 555ИР9, картинка стабильная и окружность выводится полностью при R=240 Ом и C=300 пф. Не все замены одинаково полезны!
Примечание: подключал Ленинград 48К к VGA монитору через китайский видеоконвертер GBS8200.

Также можно применить микросхемы 155 серии вместо 555 или 1533 серий для замены следующих микросхем:
        D1      К155ЛН1
        D2      К155ТМ2
        D8      К155ТМ2
        D9      К155ТМ2
        D10    К155ЛЕ1
        D11    К155ЛП5
        D12    К155ЛА3
        D13    К155ЛИ1
        D14    К155ЛЛ1
        D34    К155ЛН1
        D40    К155ЛА4

В тактовом генераторе D1 (ЛН1) используйте отечественные микросхемы серий 155, 555 и 1533. Импортные аналоги могут не запуститься в генераторе Ленинград-1. Например, 74LS04 (аналог К555ЛН1) вообще не работает в схеме генератора на D1 на плате Ленинград-1, а как D34 (ЛН1) она работает нормально.

Среди выпускавшихся клонов ZX SPECTRUM счетчики ИЕ7 иногда ставились 155 серии, при этом частота кадровой синхронизации (КС) получается 100 Гц. Телевизоры той поры видимо без проблем брали такой сигнал и выводили нормальное изображение. Современные цифровые телевизоры не берут такой сигнал и выводят сообщение Нет сигнала. Поэтому счетчики ИЕ7 (D3, D4, D5 и D6) поставьте 555 или 1533 серий. В этом случае у вас частоты кадровой и строчной синхронизаций будут в допустимых пределах. Можно поставить D3, D4, D5 серии 155ИЕ7, но тогда D6 поставьте обязательно 1533ИЕ7, а лучше всего 74HCT193. Частота КС получится 50 Гц. Это важно при подключении Ленинграда к телевизору через какой-нибудь адаптер или SCART, иначе телевизор выдаст сообщение Нет сигнала.
Хотя, например, китайский видеоконвертер GBS8200 спокойно берет частоту кадровой синхронизации 100 Гц и выводит на монитор нормальное изображение. 

При подключении Спектрума к телевизору через адаптеры или SCART может потребоваться укоротить строчный синхроимпульс. В интернете есть схема укорачивания этого импульса на трех микросхемах ЛА1, ЛИ1 и ТМ2. К. Айги (cxemateka.ru) подкорректировал эту схему, заменив две микросхемы ЛА1, ЛИ1 одной ЛА4. Я перерисовал эту схему с учетом его рекомендаций: 

Схема проверена сборкой на макетном поле.

Микросхемы 155 серии потребляют бо́льший ток, поэтому необходим трансформаторный блок питания с выходным током 1–1,5А и напряжением 5,0÷ 5,25 В.
Еще  бо́льший ток потребляют микросхемы 531 серии, при этом увеличиваются помехи по шинам питания, поэтому их нежелательно применять. При острой необходимости можно впаять 2-3 микросхемы этой серии, но тогда в фильтре блоке питания надо поставить конденсаторы большей емкости для уменьшения пульсаций выходного напряжения, если вы используете трансформаторный блок питания. При значительной пульсации на экране монитора появляются медленно перемещающиеся полосы:

Вообще-то для питания Спектрума можно использовать и китайскую зарядку, если она обеспечивает нормальные ток и напряжение. Кроме габаритов плюс такой зарядки в том, что у неё на выходе нет пульсаций с частотой 50 (100) Гц и на экране монитора не будет этих медленно ползущих полос.

Пример платы, собранной с такими заменами:

Плата Ленинграда 48К (SBLive.narod.ru) собрана и работает. Фото платы в работе показано в анонсе к статье.
Плата, собранная с описанными выше заменами, потребляет ток ~ 850 ÷ 900 мА.

Программа теста ZX SPECTRUM занимает 2 килобайта памяти, поэтому часто записывали её в ПЗУ К573РФ2. Чтобы установить её в 28-пиновую панельку, надо отогнуть два контакта и запаять перемычку. На фото показано, как установить К573РФ2 (2716) на плату Ленинград 48К.

Тест начинается с нудной процедуры заполнения экрана. Чтобы пропустить эту часть теста и перейти сразу к тесту ОЗУ, достаточно при запуске теста во время смены бордюров нажать клавишу SPACE (Пробел). Если клавиатура ещё не подключена, то тогда замкните перемычкой контакт KL0 на разъеме клавиатуры с катодом диода A15 как показано на фото:

Нумерация микросхем ОЗУ при запуске тестового ПЗУ для Ленинграда 48К

Не рекомендуются для питания Спектрума китайские зарядные устройства и блоки питания, которые втыкаются в розетку. Часто они выдают всего 4,7-4,8 Вольт вместо заявленных 5 Вольт.
Рекомендую для питания Спектрума блок питания, описанный в журнале Моделист-конструктор №4 1991 г. с. 25. Он прост по схеме и надежен, хотя габариты у него получатся раза в два-три больше, чем у китайского блока питания. Он использовался для питания компьютера Специалист-М.
Для Спектрума требуется только питание +5В, выходы +12 В и -5 В не понадобятся. Схема блока питания упростится. Для повышения уровня выходного напряжения до 5,3 В применён самый простой способ – включение диода Д9Б между выводом 8 КР142ЕН5А и общим проводом. Напряжение нужно замерять цифровым тестером прямо на выводах  микросхем.
КР142ЕН5А установите на радиатор площадью не менее 100 см².
 

P.S. Будьте внимательны при выборе процессора Z80. В схеме Ленинграда плохо работают или вообще не работают КМОП процессоры Z80. На это указывает К. Айги (cxemateka.ru). В обозначении таких процессоров присутствует буква C (CMOS), т.е. Z84C0008PEC – это КМОП процессор, а Z0840004PSC – это TTL процессор. В работе же ПЗУ 27C128 и 27128 никакой разницы не заметил.
Хотя тот же пользователь Зодчий Алекс с форума cxemateka.ru (стр. 27) пишет:

Последняя корректировка статьи 1 мая 2024 г.