U magnetofonů a jejich interfacingu s osmibity setrváme i u dnešního postu a povíme si, proč byly takové problémy s nahráváním na kasetu u PMD 85, najmě u prvního modelu, PMD 85-1. Tedy, máme-li být přesní, s nahráváním problém nebyl, to se zdařilo vždy, když se stroj nepřehřál nebo z jiné příčiny nezkolaboval, jen se záznam jaksi nedařilo dostat zpět do počítače.


Péčí autora stránek www.sapi.cz máme k disposici schema, a na něm je vše vidět zcela zřetelně: věčný pomník konstruktérské hlouposti a neumětelství.

První strašidelností je obvod Tesla MHB 9500, označený na schematu jako D18. Jde o specialisovaný telefonní IO, který je zde využíván pro generování vysílacích hodin. Frekvence se nastavovala odporovým trimrem R22, a jak lze vytušit, s ohledem na teplotní a časové kolísání kapacity kondensátoru C8 (pouhých 220 piko!) bylo vysílání PMDčka frekvenčně opřeno o kolo. Přítomnost propojky X1-X2-X3 arci naznačuje, že kohosi již během konstrukce napadlo, že je to nesmysl, máme-li ve stroji krystalem poháněný časovač 8253 (z něj vede signál OUT1). Jak byla tato propojka zapojena ve skutečných mikropočítačích, mi není známo (resp. za ty roky si to už nepamatuji), optimisticky proto věřme, že hodiny byly připojeny na OUT1.

Pojďme však dál. Seriová data vysílaná z USARTu 8251A se XORovala s hodinami, čímž se generoval Manchester kod (D19B). Způsob připojení k magnetofonu přes dělič a RC filtr je dosti primitivní, minimálně oddělovací kondensátor by zapojení slušel, ale budiž, z hlediska funkčnosti žádný problém.

Ve zpětném směru opět chybí oddělovací kondensátor a signál je přiveden přímo na vstup (bipolárního) operačního zesilovače Tesla MAA748 (D21). Ten slouží jako komparátor, avšak je zapojen chybně: resistor R72 má gigantickou hodnotu 1 MΩ, takže operační zesilovač pracuje téměř v režimu otevřené smyčky a generuje nemalé zkreslení, nehledě na to, že ani vstupní impedance 6k8 není podle normy. Proč nebyl použit komparátor, se mne, prosím, neptejte, nevím, faktem je, že u dalších modelů byl na tomto místě osazován resistor 100k. Následuje východoněmecký A301D, který je úplně zbytečný; také byl v další versi nahrazen transistorem.

Skutečné elektronické ohavnosti se arci začínají dít dále. Výstup signálu je třemi XOR hradly D19A,C,D zderivován a výstup triggeruje monostabilní klopný obvod MH74121 (D17). Pokud by tento puls měl délku 3/4 periody hodin, byla by, theoreticky, na jeho konci na vstupu klopného obvodu D1A platná data. Jenže tolerance je tu poměrně přísná: pokud to bude 1/2 periody nebo celá perioda, zapojení už nebude fungovat, a k tomu musíme ještě připočítat kolísání rychlosti posuvu pásku, nepřesnost vstupních hodin a deformaci signálu ve tvarovacích obvodech magnetofonu, takže reálně bych viděl požadovanou přesnost délky pulsu ±5 až 10 %. To potvrzují mé dávné zkušenosti: PMDčka loadovala jen tehdy, když se manuálně nastavila snímací hlava do určité polohy, čímž se nepřesnost délky pulsu kompensovala. Proč tento puls opět negenerovat s téměř absolutní přesností a bez jakéhokoli dalšího hardwaru pomocí obvodu 8253, fakt nechápu…

A na závěr to vůbec nejlepší: v obvodu není implementován reset dekoderu, takže výsledek závisí jak na správné polaritě signálu z magnetofonu (tu ale běžné magnetofony nezaručovaly, nemajíce k tomu důvod), tak na přesném průběhu nástupu zaváděcího tonu. Konstruktér, jmenovitě tedy Roman Kišš, tak efektivně negoval význam zaváděcího tonu, protože ten slouží k tomu, aby se obvody magnetofonu i interfacu ustálily a v době příchodu prvního datového bitu pracovaly v optimálních hodnotách. Kiššovo zapojení naopak vyžaduje naprostou přesnost zaváděcího tonu: pokud se nepřečte jeden jediný puls (resp. jejich libovolný lichý počet), budou výstupní data invertována a USART se může jít klouzat – a uživatel počítače spolu s ním, protože svůj program do počítače prostě nenačte.

Ve svém emulátoru jsem přes deklarovanou snahu o věrnost originálu podlehl a obvod dekoderu doplnil o resetovací čítač, který v případě, že se načítá nepřetržitý proud nulových dat, výstup invertuje. USART dostane krátký break, avšak z něj se sám zotaví a přijímat bude vždy data ve správné polaritě.

Mimochodem, v bratislavské inovované versi PMDčka (-2 a výš), která byla z hlediska kvality o třídu jinde, tyto problémy vyřešili softwarovým čtením dat z magnetofonu, která místo na datový vstup přivedli na pin DSR USARTu. Tím zároveň mohli zlikvidovat přepínač vstupu, umístěný u předchozího modelu mezi oběma konektory DIN na zadní stěně (na schematu PR2), protože pro proudovou smyčku se tak uvolnil RxD. Jak primitivní, ale jak účinné, řekl by klasik.

Komentáře   

0 # Anonymní 2017-02-01 22:51
Vidíte, a tady Romana Kišše glorifikují:
pctuning.tyden.cz/.../...
Poté, co jsem přečetl Váš článek a prošel si schéma zapojení mě pobavila věta: "Kdo si PMD pamatuje, si jistě vybaví, že práce na něm nebyla zrovna pohodlná a počítač se přehříval. Ne proto, že by ho nešlo navrhnout lépe, ale jednoduše proto, že nebyly žádné lepší součástky."
Je legrace jak nostalgie po letech zastírá historická fakta. Ještě že většinu věcí lze stále dohledat :-) To však udělá pouze ten kdo se o fakta zajímá, konzument nikoliv.
jef111
0 # Miloslav Ponkrác 2018-09-18 01:49
To je šílenost.

Já sám jsem tu dobu osmibitů prožil. A nejhorší bolest prožívám, když čtu stránky Pavla Tronnera, který se aktivně snaží prezentovat články o historii počítačů. Problém je, že tu historii také hodně přepisuje a mění proti skutečnosti. Skoro vše, co si pamatuji je jinak, než Pavel Tronner píše. Ale kvůli jeho aktivitě asi vymyslí a vyfantazíruje verzi historie, která bude brána za pravou ač není.

Ten MAA748 nepracuje v režimu otevřené smyčky. Jeho zesílení naprázdno je > 50000, takže pracuje nyní jako zkreslovač signálu a zhoršení jeho parametrů. Pro stejnosměrné napětí to zesílení cca 1000 (mínus vliv konečného zesílení, nechce se mi to počítat). Ovšem už při nízkém kmitočtu řádově stovek Hz zesílení padá s rostoucím kmitočtem prudce dolů vlivem nízké mezní frekvence MAA748 (kolik přesně je katalogy TESLA tají, asi se není čím moc chlubit). Jinak řečeno, za MAA748 musejí být dlouhé náběžné a sestupné hrany signály, které prudce snižují kvalitu signálu a možnost správné detekce co bylo vlastně na vstupu.

Jako komparátor pravdědpobně slouží ta A301D.

Odpor 6k8 na vstupu není asi podle normy. A ani netuším, kolik má být správně. Ale předpokládám, že potřebovali nižší impedanci, jinak jim šum vyráběl random signál, který by omylem mohl být pojat jako signál z magnetofonu.

Ale pokud je toto, co jste pane Pecino uvedl, schéma části PMD, pak o geniálnosti konstruktéra nemůže být ani řeči.
0 # Tomáš Pecina 2018-09-18 06:16
Citace:
Ten MAA748 nepracuje v režimu otevřené smyčky. Jeho zesílení naprázdno je > 50000, takže pracuje nyní jako zkreslovač signálu a zhoršení jeho parametrů.
Píši, že téměř v režimu otevřené smyčky. Povšimněte si, že poměr R73/R72 je 1:1000.

Citace:
Jako komparátor pravdědpobně slouží ta A301D.
Tam už nemá co komparovat, jestliže op-amp generuje prakticky obdélníkový signál. Míněno to bylo jistě tak, že 748 zesílí a 301 zkomparuje, ale špatně stanovený zpětnovazební poměr vede ke zcela jiné funkci.
0 # Miloslav Ponkrác 2018-09-19 22:33
Citace:
Tam už nemá co komparovat, jestliže op-amp generuje prakticky obdélníkový signál. Míněno to bylo jistě tak, že 748 zesílí a 301 zkomparuje, ale špatně stanovený zpětnovazební poměr vede ke zcela jiné funkci.
Minimálně může A301D nepusti dál -5V z MAA748.
0 # Tomáš Pecina 2018-09-19 23:22
No to jistě, ale k tomu přece stačí transistor. Který tam také, jak píši, v další versi místo 301 je.
0 # Miloslav Ponkrác 2018-09-20 00:54
A myslíte, že to schéma kreslil někdo, kdo o elektronice něco věděl? Silně o tom pochybuji.

Dokonce si myslím, že slova Romana Kišše o tom, že nebyly vhodné součástky ve světle toho schématu přehodnocuji spíše jako zastírací taktiku, že chyba je jinde.

To vypadá jako nějaké socialistické plánování. Někdo naplánoval součástky, které se musely použít, a tak se použily. Pak teprve začali přemýšlet, co tam budou dělat.

Takže pomocí 5 invertorů s otevřeným kolektorem natvarovali signál pro optočlen, když jeden tranzistor by zvláště tu trojici paraleních invertorů zvládl lépe. Měli k dispozici čtveřici XOR hradel, tak dva XORy degradovali na další invertory.

Do toho neuvěřitelné množství trimrů k nastavování.
0 # Tomáš Pecina 2018-09-20 01:19
Kišš mi před několika týdny poslal e-mail, kde se dušuje, že tohle zapojení nedělal; nemám důvod mu nevěřit.

Genese se mi zdá nejpravděpodobnější takhle: Původní myšlenka byla předzesílit a zkomparovat proti nule. To je v pořádku, jen nevěděli, jaké resistory dát do zpětné vazby, tak zkusili to první, co je napadlo. Živě si to představuji: "Pozri, Mat, také pekné obdĺžniky!" "Pravdaže, Pat, tak rýchlo zapíš, aké tam teraz máme tie hodnoty odporov."
0 # Miloslav Ponkrác 2018-09-20 03:10
Já si spíše myslím, že někdo považoval operační zesilovač za ideální operační zesilovač a tak k němu přistupoval. Tedy nekonečné zesílení, nekonečný mezní kmitočet, nekonečná rychlost přeběhu. Pak vznikl paskvil.

Na tom schématu je asi miliarda lapsů. Stačilo by jít součástku po součástce.

Klidně začnu zprava. Opravdu si myslíte, že LED v optočlenu V16 potřebuje ochrannou diodu V8 proti obrácené polaritě? Co tam naopak chybí, je ochranný sériový odpor.

Následuje zvláštní zapojení tranzistoru z V16 v zapojení se společným emitorem, dokonce s trimrem R66, který slouží jako hodně inovativní komparátor. Závislý brutálně na teplotě, konkrétním kusu součástky, proudu na vstupu IRPS_1, atd. atd. atd. Podle mého potřebovali neinvertující zapojení, aby jim to následný tranzistor V10 a invertor vrátili do původní polarity pulsů.

Podobně dvojice ochranných diod V6 a V7 jsou trochu víc než je třeba. Stačila by jedna. Dioda V6 do toho vnáší napěťový úbytek kolem 0,6 V. Nehledě na tom, že takto řešený výstupní člen s V9/V12 je ehm ehm.

Napájení LED v optočlenu V14 je řešené propálením 5 invertorů, kdy si konstruktéř představuje, že to bude fungovat jako Schmittův klopný obvod a zároveň jako zesilovač. Jeden dva tranzistory by tu funkci zastal lépe, tím spíše, že na výstupní straně jsou také tranzistory.

Zpracování signálu z magentofonu jste popsal sám.

Komentovat články mohou pouze registrovaní uživatelé; prosím, zaregistrujte se