SUN モニタに PC の画面を写す


こんにちは

SUN ワークステーションについてくるモニタをなんとかパソコンに使えないものかと試したところ、一応パソコンの画面が表示可能なことが分かりました。そこで、試してみたことをちょっとまとめて紹介します。
このページの内容は一応改造に近いことをしています。次の様な事があっても当方では責任を負いません。各々が自分でリスクを負って下さい。

はじめに

最近の SUN に付いてくるモニタは対応可能な解像度が何パターンかあり、PC の解像度と同じパターンも存在します。PC のビデオ信号も入力すれば映せそうな感じがします。ところが、そのコネクタの形状が 13W3 といわれる特殊なコネクタでした。パソコンにつなぐことは、物理的な形状が合わないという問題まず解決する必要がありました。しかも、表示可能な周波数は完全な仕様として示されていなく謎でした。つまり、次の様な壁を乗り越える必要がありました。 この 2 つの壁についてどの様に解決可能か私なりに試したことが以降続いています。よろしければお付き合い願います。
最近の Ultra シリーズになって HD15 (いわゆる VGA コネクタとか PC 互換機ディスプレイコネクタ) が使えるようになったようです。

対象モニタ

ここで扱うモニタは GDM-20E20 という SONY の OEM モニタです。これ以外のモニタについて私は未調査です。成功の保証は出来ません。

試した全体構成

次の図に示す構成で調査をしました。

プロック図 FMV-5133NP5/W のみ示す

信号源は、次の 2 つを使用しました。 「制作したケーブル」を使って SUN Ultra 1 Creator モデルに付いてきたモニタ GDM-20E20 に接続する構成になっています。

GDM-20E20 で表示可能だった解像度

まず、パソコンで使えるかどうか判定するのに必要な情報として、表示可能だった解像度とその周波数を示します。次の表は GDM-20E20 に信号を入れてみて表示可能だった解像度です。周波数はモニタが示した値です。

表示可能だった解像度 from FMV-5133NP5/W
ドット構成水平周波数 KHz垂直周波数 Hz
640x480 31.4 60
640x480 37.5 75
640x480 43.3 85
800x600 35.1 56
800x600 38.0 60
800x600 46.9 75
800x600 53.7 85
1024x768 48.5 60
1024x768 60.0 75
1024x768 68.8 85
1280x1024 64.0 60

表示可能だった解像度 from Canopus Power Window DX/4MC
ドット構成水平周波数 KHz垂直周波数 Hz
1024x768 60.0 75
1152x864 67.9 75
1280x1024 80.0 75
1600x1200 61.9 98i
垂直周波数の添え字 i はインターレースを意味する。

640x480 ( 31.4KHz / 60Hz、スタンダード VGA ) から 1280x1024 ( 80.0KHz / 75Hz ) まで表示出来ています。 1600x1200 はインターレース表示なので見づらいです。
注: モニタが示す周波数は多分誤差が大きいです。安いクロック発振回路を付けたワンチップマイコンのカウンタ(あるいはソフトウエアループ)をフル活用して計測しているはずなので、市販の周波数カウンタよりも誤差が出ていると思います。
表示可能な解像度を試している時に次の様に思いました。

配線

SUN (SUN Express) から パーツ番号 530-2357 で製品が出ているのらしいのですが、私は実物を見てないのでこれが目的を達成できるか判りません。良さそうでしたら、自作より購入をお勧めします。それでも、変換ケーブル作ろうと言う気になったら次の部品と道具を揃えます。 道具 耐熱電線をやたら使いますが、耐熱でないと正確な配線は困難です。道具が揃っていないと自作は難しいです。特にワイヤストリッパが無いと(ニッパのおまけ機能では不十分)、同軸の切り出し、皮剥きなどは大変です。大体の作業時間は準備、片付け、チェックなどを含めると 3 時間位はかかります。
コネクタのピン配置と配線は次の様になります。H.Sync, V.Sync 信号が同軸だったらシールド線を 13W3, HD15 の GND に接続します。

ピン配置
13W3HD15
13W3 コネクタ図面 HD15 コネクタ図面
1 〜 10 のメスピンは穴です。
A1, A2, A3 のオスピンは芯線が針状で
シールドが花びら状に開いているか
針を中空で囲む管状です。
オスピンは針状です。
配線図
13W3 - HD15 配線図
コネクタの配線をするに当たり次の様な配線の揃えかたをするとやりやすいです。

複合ケーブル加工指示図


高周波を相手にする

ディスプレイケーブルを雑に作ると画像がぼけてしまいます。ディスプレイケーブルを通る色信号の周波数帯域の上の方は 300-500MHz 程度になります。お持ちのビデオカードの RAMDAC の周波数の 3 から 5 倍程度の周波数と考えて下さい。言い方を変えれば、画面上に描いた縦 1 本線は 1 - 0.5nS 幅で振幅 1Vp-p パルスと思って下さい。この様な信号を劣化なしに伝えるために次の原則を守って下さい。

画質評価

FMV-5133NP5/W のビデオ出力の帯域は狭い様です。SUN のモニタに作業に耐えるだけの映像が出たのは 800x600 の 垂直 75Hz モード位でした。他の PC 用モニタ 2 機種にも、FMV-5133NP5/W の出力を出してみましたが、画像が尾を引いていています。ケーブルの帯域特性をちゃんと調べられていないのがちょっと惜しいです。
Canopus Power Window DX/4MC のビデオ出力の帯域はかなり広いようで、1280x1024 でも十分実用になっています(既に 1 年ほど使用を続けています)。
それで、どの様に帯域不足を見分けるかですが、複雑なテストチャートが無い場合は次の様にします。

モニタに同一モデル名、異種バージョンは有り得るか?

SUN に付いているモニタは同一モデル名でしたら恐らく仕様は変っていないのではないかと思います。というのもいくつか理由があって、

Composite sync, Vertical sync, Horizontal sync

モニタの Composite sync 入力は次の様な結線をすると、Horizontal sync として扱われるらしいのです。
MonitorPC
C.Sync - H.Sync
V.Sync - V.Sync
一度 Composite sync を抵抗ネットワークを使って合成してみましたが失敗しました。振幅が足らなかったか xor 合成でなかったのが原因かも知れません。SUN の古いハードウエアリファレンスにはモニタに Horizontal sync 入力が存在するように書かれていますが、ある時期を境に廃止された様です。付け加えて言うと(望ましくないですが) Composite sync と Vertical sync の入力インピーダンスが違います。

VESA DDC の配線をする必要はあるの?

なにも試してないので結論は出せません。FMV-5133NP5/W の仕様を信じる限り、ビデオ信号コネクタ(VGA コネクタ)に VESA DDC の信号は出ていません。次の表は FMV-5133NP5/W のビデオ信号コネクタの信号配置です。DDC を配線しないと省電力機能や Plug & Play に影響があるかもしれません。

FMV-5133NP5/W のビデオ出力仕様
番号信号 番号信号番号信号
1 RED 6 GND 11 N.C.
2 GREEN 7 GND 12 N.C.
3 BLUE 8 GND 13 H.SYNC
4 N.C. 9 +5V 14 V.SYNC
5 GND 10 GND 15 N.C.
VESA DDC +5V (上の表の 9 番ピン)を接続していない理由は、買ってきた VGA ケーブルにピンが無かったためです。配線したくても配線できませんでした。9 番ピンがあるケーブルを手に入れても VESA DDC +5V に接続するのなら小型のヒューズ (300mA - 500mA) かポリスイッチTMを間に入れた方が良いと思います。万が一の短絡事故を避けられます。あるいは PC のビデオカード配線をたどって、保護回路が入っているか確認して下さい。

モニタから電源は取れるか

モニタから電源は取れません。どの線もグランドレベルに低インピーダンスで接続しているか、グランドそのもの、あるいは高インピーダンス入力です。
信号パターンが合なくて、信号を変換する場合(たとえば同期極性変換、色信号レベルを増幅したりオフセットを付けるなど)は、電源を別な所から供給するか PC 、モニタ内に組み込んで電源を確保する方法を考えた方がいいようです。PC のディスプレイカードにも依りますが VESA DDC 信号の +5V が PC から供給されている場合も有ります。
どこから電源を取るにしても、回路設計と実装に充分な経験を必要とします。

自宅ではんだ作業をする

自宅など整った環境でないところで作業をする場合は次のようなことに注意して下さい。

参考になるページ

内容も新しいし参考になります http://u2.alan.co.jp/~koba/handmade/13w3-vga/
ディスプレイ改造の参考 http://www.synergetech.co.jp/html/hal9000/display/display2.html

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