Mein Atari-ST zu VGA Adapter

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Nachdem mein SM124 2020-08 plötzlich ausfiel, musste ich mir einen ST zu VGA-Adapter bauen, um den ST an einen "modernen" Monitor anschließen zu können. Mein Adapter unterstützt nur den ST "high" 640x400-Modus, nicht die beiden Farb-Modi.

Ich hatte den ST schon vor längerer Zeit in ein Gehäuse eingebaut und mit einen "Rhothron"-kompatiblen DB-9-Anschluss versehen (und den SM126 mit einem DB-9 Stecker). Daher ist in der folgenenden Tabelle "Rhothron" als mittlere Spalte angegeben.

Atari-Buchse (DIN? 13-pol)	"Rhothron" DB-9	VGA DB-15
	1 unbelegt?
1 Audio-Ausgang (gelb)	3
2 H+V-Sync
3 Port A, Bit 6, Soundchip
4 Monochrom-Sensor (schwarz)	8
5 Audio-Eingang
6 Grün-Ausgang, 75 Ohm
7 Rot-Ausgang, 75 Ohm
8 +12 V, 10 mA max. (schwarz?)
9 H-Sync (rot)	5	13
10 Blau-Ausgang, 75 Ohm
11 Mono-Ausgang, 75 Ohm (klar+Schirm)	2	1 rot, 2, grün, 3 blau
12 V-Sync (grün)	4	14
13 Masse (Schwarz)	6, 7, 9	6, 7, 8, 10
		4 Monitor-Id Bit 2
		5 n.c.
		9 kein Loch (Schutz)
		11 Monitor-Id Bit 0
		12 Monitor-Id Bit 1
		15 n.c.

Die Spalte VGA DB-15 ist laut c't 1990 Heft 9. Auf der Grafik von Hallvaard Tangeraas von 2002-09-30 werden die Monitor-Id Bits als "Sense" bezeichnet. Pin 15 ist zusätzlich Sense 3 (Id Bit 3). Pin 5 ist als Self-Test (TTL ground) bezeichnet.

Zu VGA hat en-Wikipedia folgende Information:

Pin	Short Name	Description
1	RED	Red video
2	GREEN	Green video
3	BLUE	Blue video
4	ID2/RES	Reserved since E-DDC, formerly monitor id. bit 2
5	GND	Ground (HSync)
6	RED_RTN	Red return
7	GREEN_RTN	Green return
8	BLUE_RTN	Blue return
9	KEY/PWR	+5 V DC (powers EDID EEPROM chip on some monitors), formerly key
10	GND	Ground (VSync, DDC)
11	ID0/RES	Reserved since E-DDC, formerly monitor id. bit 0
12	ID1/SDA	I²C data since DDC2, formerly monitor id. bit 1
13	HSync	Horizontal sync
14	VSync	Vertical sync
15	ID3/SCL	I²C clock since DDC2, formerly monitor id. bit 3

Der Atari ST hat eine weibliche 13-pol. Buchse. Die DB-9-Buchse nach "Rhothron-Standard", außen am Gehäuse, ist ebenfalls weiblich. Der Rhothron-VGA-Adapter muss also einen männlichen 9-pol. DB-Stecker haben und eine weibliche 15-polige DB-Buchse.

Im Adapter zu verdrahten:

Rhothron Pin 4 (Monochrom-Sensor) muss mit Masse (6, 7, 9) verbunden werden, damit der VGA-Monitor als Atari-ST monochrom, 640x400 erkannt wird.

Zur Impedanz-Anpassung des Monochrom-Ausgangs an die drei 75 Ohm Leitungen des VGA-Kabels müssen jeweils 150 Ohm Widerstände in Serie gelegt werden (dreimal 150 Ohm + 75 Ohm parallel ergibt wieder 75 Ohm). Hallvaard Tangeraas empfiehlt 47 Ohm oder 100 Ohm Trimmer.

Ich habe das ausprobiert. 150 Ohm ist OK, aber drei mal 100 Ohm schien mir steilere Flanken zu geben.

Die Monitor-Id Bits 0-4 lasse ich offen. Der Monitor macht nichts aktiv damit, sondern nur die "Grafik-Karte", die den Monitor "abfragt".

Der Audio-Ausgang hat eine Impedanz von ? und ist gleichspannungsfrei. Ich habe ihn mit einer 3,5 mm Kupplung versehen.

Atari-ST H-Sync.- und V-Sync.-Signale haben für das VGA-Kabel eine zu niedrige Impedanz (VGA hat 75 Ohm). Daher gibt es bei direkter Verbindung typische Kabel-Reflektionen. In jede der beiden Leitungen gehört daher ein Serien-Abschluss-Widerstand, den ich experimentell bestimmt habe: für die High-Low-Flanke passen circa 56 Ohm, für die Low-High Flanke circa 39 Ohm. 47 Ohm schien mir ein guter Kompromiss.

Im Internet findet man den Rat, Kondensatoren nach Masse einzubauen. Ich rate davon ab, weil das das Zeitverhalten ungünstig verändert, besonders bei H-Sync.

Rhothron DB-9 male, Solder Side

  H   V   A   M
 --------------------
\ 5   4   3   2   1 /
 \  9   8   7   6  /
   -------------
    G   G   G   G

VGA DB-15 female, Solder Side

     R   G   B       G 
 ------------------------
\    1   2   3   4   5   /
 \ 6   7   8   9   10   /  <- all G, ohne 9
  \ 11  12  13  14  15 /
    ------------------
             H   V

Monochrome Monitor to VGA adapter überprüfen

Betrieb am Fujitsu B24-9 WS 24" LCD monitor

Native Auslösung: 1980x1200. Resultat: arbeitet, aber gibt eine Auflösung, die circa 80% der Bildschirmfläche nutzt.

Betrieb am MD9915AF 15" LCD monitor

Native Auslösung: 1024x768. Resultat: arbeitet nicht. Der Monitor soll 640x480 unterstützen. 640x400 scheint nicht zu gehen.

Betrieb am Nytech NM17T57AL 17" CRT monitor

Native Auslösung 1024x768. Monitor ging vor dem Test kaputt.

Das Montor-Handbuch listet verschiedene normierte Modi, die der Monitor unterstützt: