Hintergrund-Informationen
Nach dem Erfolg seiner beiden früheren Computer, des ZX80 und insbesondere des ZX81, präsentierte Sir Clive Sinclair im April 1982 den ZX Spectrum.
Er sollte ursprünglich ZX82 heißen, aber Sinclair wollte insbesondere einen Namen, der die neuen Farbfunktionen widerspiegelt. Der Name Spectrum stammt von einem Vorschlag der Freundin von Abteilungsleiter Nigel Searle.
Zum ersten Mal wurde ein Computer mit hochauflösender Grafik, Farbe, Ton und 48K RAM für unter 200 GBP verkauft. Erneut revolutionierte Sinclair die Mikrocomputerindustrie mit neuen Standards. Eine viel bessere Tastatur als die des ZX81, es war immer noch eine kostengünstige Lösung (Tastaturmembrane), aber mit einer Gummimatte anstelle einer flachen Platte. Die Tasten waren mit Multibefehlen belegt, teilweise bis zu sechs.
Wieder basierend auf der Z80A-CPU wurden zwei Modelle auf den Markt gebracht: eines mit 16 KB und eines mit 48 KB RAM. Die ROM-Größe verdoppelte sich im Vergleich zum ZX81 auf 16 KB. Es gab 8 Issues der Platine (Issues 3 und 6 hatten auch 3A- und 6A-Versionen). Geräte der Issue 1, sind von Sammlern sehr gesucht, da nur etwa 60.000 verkauft wurden.
Eine Originalmaschine der Issue 1 hatte hellgraue / hellbraune Tasten.
Alle anderen Gummitasten-Versionen hatten die bekannten dunkelblau / grauen Tasten, wodurch die Buchstaben / Schlüsselwörter unter künstlichem Licht besser lesbar waren.
Das beste Merkmal des Spektrums waren seine grafischen Möglichkeiten. Mit 256 x 192 Pixel lieferte 1982 eine der höchsten Auflösungen für einen Mikrocomputer seiner Klasse. Um den Speicherbedarf zu minimieren, wurden die Farben leider auf 1 Tintenfarbe und 1 Hintergrundfarbe beschränkt, die auf eine Gesamtfarbe pro 8 x 8 aufgetragen wurden.
Obwohl das Hinzufügen von Sound nach der Stille des ZX80 und des ZX81 ein Fortschritt war, sollte es auch eine große Enttäuschung sein - es gab lediglich einen Lautsprecher mit schlechter Qualität, der von der BEEP-Anweisung gesteuert wird. Um die Sache noch schlimmer zu machen, gab es keinen dedizierten Soundchip, wenn BEEP ausgeführt wurde, legte die CPU eine Pause ein. Dies konnte man nur umgehen, wenn die Soundausgabe in Maschinencode programmiertwar.
Das Spectrum war trotzdem ein enormer Erfolg. Es wurde zum meistverkauften Heimcomputer Großbritanniens und brachte einen riesigen Markt für Software, Peripheriegeräte und andere Add-Ons hervor, wie z. B. geeignete Tastaturen als Ersatz für die Standard-Gummitasten.
Technische Details
CPU: Z80A
Takt: 3,5 MHz
ROM: 16 KB
RAM: 16 KB oder 48 KB
Tastatur: Gummitastatur über einer Membrane
Farben: Farbgrafiken (8 Farben, 2 Helligkeitsstufen)
Ton (Piepser - 1 Kanal, 10 Oktaven)
Modell-Revisionen und deren Probleme
Issue 1 ULA-Probleme
Issue 1 Spectrums hatte Probleme mit der ULA, sodass INKEY $ (gibt die aktuell gedrückte Taste an) nur in 50% der Fälle funktionierte. Dies wurde durch Hinzufügen einer kleinen Leiterplatte (die "Spinne" oder "tote Kakerlake") gelöst, die auf der ULA huckepack getragen wurde. Bei einigen Modellen gab es anstelle der Spinne nur ein Durcheinander von Lötdrähten und -komponenten, die wie eine nicht sehr ordentliche Reparatur eines Amateurs aussahen. Wer also auf eine solche Issue 1 stossen sollte, es ist eine Rarität kein Schrott 😀
Issue 1 Spectrums waren im 16K-Maschinen ohne Platz für Speichererweiterungen auf der Hauptplatine. In der 48K-Versionen war eine zusätzliche "Tochterplatine" mit zusätzlichen 32K RAM auf der Rückseite der Hauptplatine ausgestattet.
Es wurden nur rund 60.000 Geräte der Issue 1 verkauft, was es zum seltensten (und wertvollsten) der frühen ZX Spectrum macht.
Die Ende 1982 eingeführten Issue 2 Platinen hatten als Reaktion auf den Erfolg der 48K-Version den gesamten Speicher auf der Hauptplatine montiert.Bei der 16K-Version waren die 32K Upper RAM (links neben dem Kühlblech) nicht bestückt.
Das Design wirkte aufgeräumter, der Chipfehler der ULA, den die Spinne behoben hatte, war beseitigt, so dass sie nicht mehr benötigt wurde. Dafür gab noch andere Probleme mit der ULA, diese wurden jedoch durch Hinzufügen eines Transistors über der CPU korrigiert.
Es gab auch eine neue Farbe für die Tasten, die jetzt blau (statt grau / braun) waren, um die Klarheit unter elektrischer Beleuchtung zu verbessern.
In den Jahren 1982-83 wurden rund 500.000 Geräte der Issue 2 verkauft.
Tuning & Farbe
Die Platinen der Issue 1 und 2 sind bekannt für schlechte Hintergrundfarbe und schlechte Abstimmung. Es erschien gelb, was weiß sein sollte, schwammige Punkte (Pixel), Farbschlieren sind sehr häufig. Bei einigen Fernsehgeräten ist es unmöglich, überhaupt Farbe korrekt darzustellen.
Es gibt zwei voreingestellte Kondensatoren und zwei variable Widerstände in einer Reihe, die angepasst werden können, um diese Schwierigkeiten zu lösen. Dies wird auf den Seiten für Reparaturen und Wartung im Abschnitt Sinclair der Website behandelt. Klicken Sie hier für den spezifischen Link.
Die Platinen der Issue 3 wurden komplett überarbeitet und verfügen über eine stark verbesserte ULA, u.a. Reduzierung des Stromverbrauchs. Es gab auch einen verbesserten Lautsprecher, um den BEEP lauter zu machen.
Das Kühlblech wurde nun von unten rechts nach oben verlegt und liegt nun über ROM, CPU und der Spitze der ULA. Wichtig aber ist das Detail, dass das eine Flachband der Folientastatur auf dem Kuhlblech auflag. Hier gab es bei den Original-Tastaturfolien öfters das Problem, dass die Leiterbahnen korrodierten oder das Plastik schneller brüchig wurde.
Dieses ULA-Upgrade verursachte erhebliche Kompatibilitätsprobleme, da zur Reduzierung des Stromverbrauchs der Wert einiger Widerstände geändert wurde, was bedeutete, dass ein Binärwert an der EAR-Buchse (mic in), der zuvor in den Spectrum der Issue 1 und 2 vorhanden war wenn eine Taste gedrückt wurde, erst vorhanden war, wenn sich die ULA vollständig aufgewärmt hatte. Der Tastatureingabeport liest diesen Wert neben den Bits der Tastatur ein. Software die nur den Wert an der EAR-Buchse überprüfte reagierte nun nicht mehr wie vorher. Dies wäre kein Problem gewesen, wenn das gesamte Tastatureingabebyte wie vorgesehen überprüft worden wäre.
Ab diesem Modell wurde die Produktion nach Taiwan verlagert, und die Issue 3 ist mit über 3.000.000 verkauften Exemplaren die am weitesten verbreitete.
Die Issue 3B war ein geringfügiges Redesign mit leicht unterschiedlichen Komponenten und Schaltkreisen, aber es gab nur sehr wenige praktische Unterschiede.
Dies ist die am häufigsten verwendete Platine im ZX Spectrum +.
Auf den Platinen der Issue 4A und 4B war die einzige echte Neuerung die 6C001-7-Version des ULA, die dem Bildschirm eine viel sauberere und hellere Ausgabe verlieh.
Issue 4S
Fast identisch mit der Issue 3B-Platine (so leitet es /RAS nicht über IC24), wird jedoch von Samsung hergestellt und verfügt über eine grüne Lötmaske auf beiden Seiten der Platine, sowie zusätzliche Lötpads. Die Platine ist sowohl in den Gummitasten- als auch in Spectrum + mit Seriennummern ab S01 zu finden.
Die mit diesen Maschinen verbundenen Tastaturmembranen (sowohl in Gummitasten- als auch in Plus-Varianten) sind von viel besserer Qualität als die bisherigen, wodurch viele noch heute ordnungsgemäß funktionieren.
Einige 4S-Platinen haben die Anbringung eines Resetschalters nördlich von C27 vorgesehen, andere nicht - erstere scheinen für die Plus-Variante vorgesehen gewesen zu sein, aber im Laufe der Zeit ist diese Platine in beiden Varianten gelandet.
Von der Issue 5 gibt es nur sehr wenige erhaltene Expemplare. In den Servicehandbüchern wurde detailliert beschrieben, dass nur 1000 dieser Maschinen hergestellt wurden. Sie hat einen Layoutfehler, der eine PCB-Modifikation und Patch-Verkabelung erforderte, um zu funktionieren. Vermutlich ist dies der Grund für solch niedrige Zahlen.
Sie sind auch die erste Ausgabe, die den ZX8401 / PCF1306P-IC enthält, der die sechs Logik-ICs der 74er-Serie in früheren Ausgaben ersetzen soll. Diese verursachten an sich weitere Zeitprobleme, für deren Behebung ein zusätzlicher 74LS04 auf der Leiterplatte erforderlich war.
Die endgültige Version des Spectrum 48K war die Issue 6A, die sich nur geringfügig unterschied - einige Kondensatoren und Widerstände wurden geändert. Einige Modelle hatten eine ULA von Saga anstelle von Ferranti.
Speicherprobleme
Um die Preise niedrig zu halten, verwendete Sinclair fehlerhafte 64K-Chips (intern 2 x 32K). Bei allen Chips in der 32K-RAM-Bank musste die gleiche Hälfte der 64K-Chips funktionieren. Auf der Platine wurde eine Verbindung angebracht, um die erste oder die zweite Hälfte auszuwählen. Mit ein paar Logikchips war es möglich, auf die fehlerhafte 32K-Bank zuzugreifen, wobei alle möglichen seltsamen Ergebnisse möglich waren!
Vollbestückte 48K Spectrum arbeiten als 16K Version
Es kam vor, dass vollständig bestückte Boards, bei denen es sich um 48K-Spektren handeln sollte, die nur auf 16K zugreifen konnten.
Sinclair verkaufte eine Reihe von 48K-Maschinen mit Speicherfehlern als 16K-Maschinen. Die zusätzlichen 32 KB RAM wurden jedoch eingelötet, obwohl dies nicht funktionierte. Zu dieser Zeit verursachte dies ein großes Problem für Leute, die aus Kostengründen eine 16K-Maschine gekauft und dann ein Upgrade-Paket kauften und dann einen vollständig bestückten Spectrum vorfanden. Im Laufe der Jahre wurden auch Platinen ausgetauscht, oder die 16K-Etiketten sind verloren gegangen oder wurden entfernt. Der neue Besitzer wunderte sich dann warum ein 48K-Programm nicht funktioniert kann und nicht verstehen, was falsch sein könnte.
Mittels eines PEEK Befehls kann man kontrollieren um welche Variante es sich handelt:
PRINT PEEK 23733 und dann [ENTER]
Bei einer 48K Spectrum beträgt das Ergebnis 255
Bei einem 16K Spectrum beträgt das Ergebnis 128
Bei einem 48K Spectrum der nur als 16K Spectrum arbeitet beträgt das Ergebnis 127
Blinkende farbige Blöcke
Einer der häufigsten schwerwiegenden Fehlerbilder.
Die Ausgänge der Spannungsreglerschaltung werden zum Expansionsbus geführt. Ein Oszillator in der Schaltung ist äußerst empfindlich gegenüber zusätzlicher Last. Diese zusätzliche Last wird normalerweise erzeugt, wenn ein Joystick oder ein anderes Peripheriegerät bei eingeschaltetem Computer hinzugefügt oder entfernt wird. Oftmals stirbt TR4 oder TR5.
Eine andere Ursache ist ein oder mehrere defekte Speicherchips der unteren 16K. Die verwendeten 4116 RAM-Speicher sind noch verfügbar und können ersetzt werden. Leider muss man meist gut entlöten können, sofern das nicht schon mal jemand gemacht hat und dann die Speicherbausteine gesockelt hat. Das Auffinden der fehlerhaften Speicherbausteine kann jedoch sehr schwierig sein. Hier kann ein Diagnose-Modul hilfreich sein. Manchmal hat man vielleicht Glück und es ist offensichtlich, wenn z.B. ein bestimmter Chip viel schneller heiß wird als die anderen. Beim Auslöten muss man darauf achten, dass keine Durchkontaktierung oder Leiterbahnen beschädigt werden. Sonst heißt es Strippen ziehen. Der Einsatz einer Entlöt-Pistole ist zu empfehlen.
Fehler im höheren Speicher
Diese Probleme bleiben oft unbemerkt, bis auf eine bestimmte Speicheradresse zugegriffen wird, was zu einem Systemabsturz oder der Meldung "Nicht genügend Speicher" führt.
Geben Sie die folgende Zeile ein, um zu überprüfen, ob der gesamte Speicher betriebsbereit ist:
PRINT PEEK 23732 + 256 * PEEK 23733 und dann [ENTER]
Das Ergebnis sollte 65535 für ein 48K-Spektrum oder 32767 für ein 16K-Modell sein. Eine niedrigere Zahl weist auf einen Speicherfehler hin.
Auch hier, sollte es einen Fehler im Upper RAM geben muss meist der Speicherbaustein entlötet werden.
Permanentes schwarzes Raster und weißer Rand beim Einschalten
Die Ursache hierfür ist ein normalerweise ein fehlerhafter ULA-Chip - diese sind manchmal gebraucht erhältlich. Es gibt aber inzwischen auch neue Ersatz-ULAs. Bei einigen Modellen sind die ULA-Chips nicht auf die Platinen gelötet und der Austausch ist sehr einfach.
Lose Audioanschlüsse
Ein weiteres sehr häufiges Problem bei allen Spectrum, die externe Kassettengeräte über den Klinkenanschluss verwenden, sind lose Klemmen in den Buchsen.
Dies führt dazu, dass die Kabel aus dem Sockel rutschen oder sich bewegen, was das Laden des Programms beeinträchtigt oder die Signalstärke reduziert. Oftmals kann man dieses Problem durch Herunterbiegen des Kontaktbügels beheben. Ansonsten ist auch hier wieder Löten angesagt.
Tastaturprobleme
Tasten in der gleichen Reihe oder Spalte funktionieren plötzlich nicht mehr - wahrscheinlich der häufigste Fehler der bei einem Spectrum der 16K/48K, 48K Plus und 128K auftritt. Grund ist meist eine defekte Tastaturmembran. Hier sind entweder Leiterbahnen korrodiert, oder es sind Risse in den Plastikfolien auf denen die Leiterbahnen aufgebracht sind entstanden.
Neue Tastaturmembranen sind inzwischen problemlos erhältlich und in weitaus besserer Qualität als die Original-Tastaturmembranen.