関連：

回路図

　今回工夫したのはシュリンクDsub15ピンのフットプリントで、表面にメスコネクタ、ひっくり返して裏面にオスコネクタをはんだ付けできるように1ピン増やしたこと。VGAの規格を調べたら9ピンは+5Vになっている場合があるので対応するピンはカットしてはんだ付け。シルクにはその指示を入れている。実際はシュリンクDsub15ピンの基板取り付け用オスコネクタは入手難で、ここはジェンダチェンジャー(VGA延長アダプター)を使ったほうがよい。

　だがもっというと市販のVGAエクステンダーを買ったほうが１個あたり500円で安く上がる。

設計データ一式：

　FM77AV40SXにはコンポジットビデオ出力端子があるのでとりあえずの表示はできますが、アナログRGB端子はDsub25ピンオスの独自ピンアサインで一般的なディスプレイに接続するには何かしらの変換が必要となります。そこで今まで作ったSMC777VGAやTOWNSRGBSなどと同じように変換基板を製作しました。

回路図

部品表：

J1 Dsub25メス 基板取付型コネクタ https://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-17662/

J2 シュリンクDsub15メスコネクタ

SW1 SW_DPDTx2 https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02627/

U1 74HC86

R1 330Ω 1/6W

C1 0.1uF 50V

FM77AV40SXのアナログRGB端子のピンアサインは以下を参考にしています：

番外編７：FM-8/7/77/77AVシリーズの微妙な非互換性・ディスプレイ出力 Retro PC Gallery (by はせりん)

富士通 FM77AV40SX アナログ RGB 出力 D-sub 25(DB-25) ピン配置(ですくま備忘録)

　通常のVGA液晶ディスプレイに接続するときはスライドスイッチを~HSYNC側に、スキャンコンバータGBS8200に接続するときはCSYNC側に設定します。

　FM77AV40SXはフロントにある200/400ライン切り替えスイッチで水平同期周波数15kHz/24kHzを切り替えます。それぞれの水平同期周波数に対応したVGAディスプレイが必要です。

　200ラインモードでは背面にあるスライドスイッチをインタレース以外に設定します。

　さて試作V01L01ではアナログRGB端子にあるビデオ入出力も3.5mm4極ジャックで取り出してみましたが、本体側にRCA端子があることとビデオ入力はソフトがないと試せないこと、またピン5/ピン18のコンポジット入力/出力はさきほどの参考資料では入出力が逆で不明だったので省略。(まあ観測すればわかるかも) 複合同期信号(CSYNC)についてもこれらの端子はコンポジット信号なのかCSYNCそのものなのか不明でスキャンコンバータGBS8200用に使えるかどうかもわからなかったので74HC86+330Ωで~HSYNCと~VSYNCから生成。電源はピン21から拝借。ここはAV Control用の信号なのであまり電力はあてにできないがHC86 1個ならまあよかろうということで。

　スキャンコンバータGBS8200使用時は予想どおり~HSYNC/~VSYNC出力では表示できず~HSYNC端子にCSYNC信号を与えることで表示OK。ただ、Aliexpressで購入できる15kHz対応の GIVIFENI 9.7インチ高精細モニター ではなぜかCSYNC出力でも表示できた。

boothにて販売します。どうぞよろしく → AV40SXVGA FM77AV40SXのアナログRGBをVGAに変換

シュリンクDsub15ピンのディスプレイに接続するにはVGAエクステンダーと呼ばれるアダプタが必要です。LANケーブルはCAT5以上の物を使用し、これにより配線の取り回しが楽になります。

回路図

部品表：

J1 基板取付用ＬＡＮコネクタ（モジュラージャック）（ＲＪ－４５）　秋月電子

J2 DIN8Pコネクタ　若松通商　で　8pinDIN端子メス で検索

R1~R3 150Ω 1/6W

　DCジャックと逆流防止用のダイオードは通常不要です。

　もうひとつの機能はこのDIN8RJ45を２つ使ってデジタルRGB出力のパソコンとデジタルRGB入力のディスプレイ間をLANケーブルでつなぐことです。

　VGAの映像信号の入力インピーダンスは75Ωですが、TTLの入力インピーダンスはkΩのオーダーなのでこの回路図で150Ω+150Ωの計300Ωが直列に入っても影響ないだろうとの判断です。

　TTLの入出力インピーダンスについては以下に説明があります。

Input and Output Impedance of a TTL NAND Gate(StackExchange)

入力の576mV 26uA から計算すると約22kΩで、直列に300Ω入っても問題なし。

念のためにR/G/Bそれぞれに入っている150Ωをバイパスするためのジャンパを用意しています。

　PC98シリーズおよび互換機のDsub15ピンアナログRGB出力をシュリンクDsub15ピンに変換します。水平同期周波数24kHzに対応したVGAディスプレイで表示できます。スライドスイッチをDsub15ピン側に倒すことで複合同期信号を出力し、スキャンコンバーターGBS8220などに対応します。

　音声出力の3.5mmミニジャックを搭載。エプソン製互換機の一部ではFM音源の音声が出力されます。

　未確認ですがPC-8801mkIISR以降のDsub15ピンアナログRGB出力にも対応しています。

　また、PC98シリーズ対応のアナログRGBディスプレイにVGA出力の信号を接続することができます。(ただし水平同期周波数が24kHzであること)

試作時の情報はこちら

回路図 V02L01~から変わらず

　L02ではDsub15ピンコネクタ周辺の寸法のみ修正

boothにて配布予定です。

　このようにRJ45コネクタの向きが反対になっているが、手持ちの液晶ディスプレイとPC本体を接続したところ表示できたので結線は同じみたい。

　結線を調べてみた。R,G,B各色の信号と対応するGNDは、LANケーブルでペアになるよう考慮されているようだ。

　別のVGA延長用コネクタも調べてみたが同じ結線だった。なおこのタイプはフレームとR,G,Bの各GNDが接続されていた。

　単純にVGAとRJ45を結線しただけのものは別メーカー品でも互換性がありそう。VGA信号をRJ45に割り当てるのが一番最初にどこで使われたかは探しきれていない。

追記：RJ45コネクタ - 必須知識(マルツ)

PC98側はDsub15ピンオスコネクタを、VGA側はシュリンクDsub15ピンメスコネクタを取り付ける。

 　スライドスイッチによりVGAの水平同期信号をPC98の複合同期信号に切り替える機能を持つ。これによりアップスキャンコンバーターGBS8200などで使用できる。

　これは水平同期周波数24kHzに対応した液晶ディスプレイに表示した例。

回路図

　あきパターンは3.5mmジャック用でこれはPC8801シリーズの音声出力用(動作未確認)。

 　このようなディスプレイ変換は30年前くらい、PC98全盛期からPC/AT互換機が流行るようになってからアダプタが出るようになった。現在も販売されている。(AD-D15NE サンワサプライ)

ということで複合同期信号を使うGBS8200に接続する用途にどうぞ。

TOWNS側はDsub15ピンオスコネクタを、VGA側はシュリンクDsub15ピンメスコネクタを取り付ける。

右下の6Pスライドスイッチは同期信号を切り替える。スライドスイッチをRGBHV-左側(TOWNS側)にすると水平同期/垂直同期をそのままVGAに接続、RGBS-右側にすると複合同期信号をVGAの水平同期信号(13)に接続し、垂直同期信号(14)はオープンにする。これはアップスキャンコンバーターGBS8200に対応させるため。

　回路図

　レイアウト

　TOWNS側のDsubコネクタはネジがじゃまをするので取り外して金具を接着剤などで固定し、直接FM TOWNSのアナログRGB出力に接続する。VGAケーブル経由で水平同期15kHz~に対応したモニタに接続する。スライドスイッチはRGBHV側にする。

　Dsubコネクタの金具の固定については低頭小ねじ(3Mx10mm)でもできた。ちょっと長かったけど。

　これは内蔵モニタが故障した一体型のFM TOWNSII UXの映像出力。乱れている部分は本体VRAMの故障と思われる。期待通りにできた。

　手持ちのGBS8200に接続する。スライドスイッチはRGBS側にする。

　写真では白っぽくなってしまっているが、RGBHVで直接液晶モニタに表示したときと較べ発色が暗くなっている。GBS8200にはR/G/B入力に対応する半固定抵抗がついているが調整しても直接接続のようにくっきりとは表示できなかった。個体差なのかよくわからないので継続調査。

　これはFM TOWNSII URの内蔵モニタを外部入力にして、FM-11の映像出力を改造FM11RGBIVGAで複合同期信号を生成したものを表示したもの。VGA側を入力としてTOWNS側を出力としている。このように表示できているので基板内の接続は正しいように思える。(青いドットはFM-11側VRAMの故障)

　これらのことが確認できた。

・FM TOWNSからRGBHVでの映像出力

・VGA入力(RGBS 複合同期信号)からTOWNSモニタへの映像出力

製作にあたって以下を参考にした。

・富士通系(FM-TOWNS)アナログRGBモニターについて(ゲームの王道)

　→これによるとTOWNS用モニタは複合同期信号のみのものと水平同期/垂直同期も受け付けるものがある。実験したところFM-TOWNSII URは複合同期信号のみ受け付ける。

・ぴんあさいんのへや　FMTOWNS アナログRGBコネクタ(こちら花小金井３丁目)

追記：

GBS8200 V4.0について。

CSYNC信号(HSYNC信号にも接続されている)を100Ωでプルダウン。

　この状態でR/G/B信号入力の半固定抵抗を反時計回りに回し切るとうまく表示できた。表示位置の調整は必要。

　ケーブル製作でもいけそうだけど基板を起こしてみた。

　SMC-777のANALOG RGB OUTはDsub25のメスで2番ピンがキーピンとして潰してある。なので接続するDsub25のオスコネクタは2番ピンを抜く。

RCAピンジャックで音声出力を取り出している。回路図ではGNDとAUDIOOUTが入れ替わっているが、これはネットで探してきたフットプリントをそのまま使おうと回路図側で合わせたせい。しかしこれが失敗のもとだった。そもそもフットプリントが合ってなかった。足を曲げて無理やりはんだ付け。

　そしてDsub25コネクタ、回路図ではちゃんとオスで描いたのにフットプリントをメスにしてしまった。たった３個の部品なのに２個も間違えるとは。裏返しに実装して回避。あとはコネクタ側のネジが干渉するので外す。

SMC-777に取り付けて確認。

　１６色表示 OKです。RCAジャックからBEEP音も出ました。

　こういう映像出力信号が一般的でないコネクタの場合困りますよね。ということできちんと作り直して配布する予定です。

　昔のパソコンは320x200や640x200ドット表示のものが水平同期周波数が15kHz、640x400ドット表示のものが24kHz。CASIO FP-1100やHITACHI BASICMASTER LEVEL3といった640x400表示ができてもインターレース表示のものは15kHz。これはブラウン管の残像を利用して垂直同期の奇数回と偶数回で縦方向に異なるドットを表示するため、液晶ディスプレイの水平同期周波数が15kHzで対応していてもうまく表示できない。

　基本的にVGA対応(水平同期周波数31kHz)のディスプレイは公式には24kHzや15kHzはサポートしていないので映ればラッキー、同じ15kHzでもパソコンの機種によっては表示できたりできなかったりする。なおデジタルRGBをアナログRGBに変換するには対応するケーブルが必要。

→15kHz対応の液晶液晶ディスプレイ

　三菱の液晶ディスプレイは生産終了。その他VGA端子(＋DVI端子)しかないようなディスプレイは古すぎてハードオフなどで処分価格。RDT171LMは５年前は4500円くらいしたけど今日買ってきたRDT1711Sは550円だったよ。

以下の確認は主にFM-11の400ラインモード(24kHz)と200ラインモード(15kHz)で行った。

・24kHz対応

MITSUBISHI RDT1711S

MITSUBISHI RDT202WM-S

MITSUBISHI RDT156V

SONY CPD-150

・このうち15kHz OKだったもの

FM11のカラー映像出力はDIN8P。

1.. +12V

2.. GND

3.. INTENSITY

4.. *HSYNC

5.. *VSYNC

6.. RED

7.. GREEN

8.. BLUE

(TOP VIEW)

通常のRGB 8色に加えてINTENSITY信号で輝度を変える。RGBI 16色の場合はINTENSITY信号が"H"で輝度最大、"L"で半分。黒についてはINTENSITY=”L"で最低輝度、"H"で白のINTENSITY="L"よりも低い輝度の灰色。

ZX SpectrumもRGBIだが黒のINTENSITYはサボっていて15色。FM11はユーザーズマニュアルシステム解説を読んでもそんな記述はなく16色と書いてある。

アナログスイッチ74HC4066を使えばデジタルRGBからVGAの映像信号に繋ぐ抵抗をINTENSITY信号で切り替えれば実現できそう。

しかし先程の黒のINTENSITYに対応しなければならない。追加で74HC27を使いR,G,B入力がすべて"L"のときにダイオードでR,G,B出力に低輝度の灰色が表示できる電圧を供給する。

+12Vから5Vを生成する部分は省略。78L05で充分だけど手持ちの7805を使用した。

　F-BASIC V4.0でテスト。COLOR C,,,A でCは0~7、Aは0/4でINTENSITYの有無。

　さてついでにFM-7の16色について。元々はRGB 8色表示だが使われているカラーパレットIC MB15021はFM-11と同じもの。カラー映像出力のDIN8PについてFM-11の違いはpin3がINTENSITYではなく2MHzのクロック。これはFM-8と同じでライトペン用のもの。FM-11ではライトペンは専用のコネクタに接続する。

　FM-7は内部のジャンパJ3でカラー映像出力のpin3をINTENSITYに切り替えることができる。実際切り替えて実験してみた。ジャンパJ3はメイン基板の右上側にある。

■　■　← MB15021のINTENSITY出力

↑← 2MHz CLK

■　← 7407P経由でpin3

　F-BASIC V3.0で8色中16色の実験。パレット指定のCOLOR=(P,C)でPのパレット番号0~7、Cのカラー番号0~15が指定できた。つまりINTENSITYの指定はもともとサポートしていたことになる。

　こうしてみると色々想像しますね。FM-8の後継FM-7は8色中16色表示が可能だった。BASICでパレット指定のサポートも行ったが、ハードウェアはFM-8との互換性をとった。RGBIをサポートしているディスプレイは当時特殊でRGBまでのものが多数だったせいかもしれない。

　さて作ってみたがやや表示が暗いと感じるので調整が必要かもしれない。330//330Ω、330Ω、330+330Ωにしているが220Ωに変えてもよいかも。