Kết nối một máy tính theo phong cách thập niên 80 với một đồ họa

Tôi đang triển khai lại máy tính Microbee của thập niên 1980 trên một đồ họa (xem tại đây ) và cố gắng tìm ra cách thực hiện cổng cassette. Đây là sơ đồ cho giao diện băng Microbee gốc:

_{(nguồn: toptensoftware.com )}

Tôi cũng tìm thấy mô tả này về nó trong một hướng dẫn kỹ thuật:

Đầu ra dữ liệu cassette chỉ bao gồm một mạng RC chấp nhận tín hiệu từ DB1, chân 28 của PIO. Tín hiệu bị suy giảm và sau đó được tách rời trước khi gửi nó đến đầu vào MIC của máy ghi băng cassette. Tín hiệu này xuất hiện trên chân 3 của ổ cắm DIN 5 chân.

Mạch đầu vào dữ liệu cassette phức tạp hơn một chút. Đầu vào từ chân 5 của ổ cắm DIN trước tiên chuyển đến bộ thu thập chú ý. Theo sau đây là một op-amp CA3140, để cho phép một loạt các mức đầu vào được bình phương lên trước khi tín hiệu được truyền đến chân 27 của PIO, DBO. Hai điốt trên đầu vào đảo ngược và không đảo ngược với clip op-amp bất kỳ tín hiệu đầu vào nào lớn hơn điện áp chuyển tiếp của điốt theo một trong hai hướng. Tụ điện 47pF được yêu cầu bởi op-amp CMOS để bù trước.

Những câu hỏi của tôi:

1. Những gì hiện "de-coupled" trong giá trị trung bình mô tả?
2. Liệu cùng một mạch có hoạt động được không nếu được kết nối với hai chân I / O trên Xilinx Spartan 6 FPGA (thông qua đầu nối PMod trên Nexys3) và nếu không, nó có thể được điều chỉnh để làm cho nó hoạt động không?

Lần thử đầu tiên, dựa trên các nhận xét trong câu trả lời, nhưng điện trở đầu ra không nên nối tiếp.

Tôi để điều này ở đây vì lý do bối cảnh và hướng dẫn, xin vui lòng xem sơ đồ tiếp theo

MicrobeeSchIAL2 http://www.toptensoftware.com/fpgabee/MicrobeeCassettePortSchIAL2.png

Câu hỏi mới:

1. Là cực của bộ so sánh đúng?
2. Đối với MCP6546 , Vss có tiếp đất và Vdd lên 3.3V không?
3. Tôi không chắc phải làm gì với điện trở "chấm" trên các đầu vào băng trong mạch gốc.

Kết hợp thông tin phản hồi liên quan đến đầu ra của bộ so sánh là cống mở:

MicrobeeSchIAL3 http://www.toptensoftware.com/fpgabee/MicrobeeCassettePortSchIAL3.png

Tôi có thể sử dụng những lựa chọn thay thế nào cho MCP6546 mà tôi không thể tìm thấy trong các cửa hàng bán lẻ ở Úc. Tôi có thể nhận LM311 hoặc LM393, từ những gì tôi có thể nói là tương tự nhau. Những thứ này sẽ làm việc tốt chứ?

1. Tụ tách rời được biết đến trong các nguồn cung cấp năng lượng của mạch, nơi chúng phục vụ để giữ cho điện áp cung cấp sạch tiếng ồn (tần số cao). Nhưng tôi có ấn tượng rằng ở đây loại bỏ nội dung DC của tín hiệu của bạn có nghĩa là, bằng một tụ điện nối tiếp, giống như C24 làm cho đầu vào. Mà, tùy thuộc vào quan điểm của bạn (DC hoặc AC) có thể được gọi là tụ điện ghép. Nhưng không có tụ điện nào thực hiện điều này trên đầu ra của bạn. Giá trị của C23 cũng thấp một cách đáng ngờ. Tần số cắt với điện trở R23 và R24 là 12 kHz, điều này là vô ích, bởi vì đó sẽ là về dải tần của băng cassette. Tôi muốn mong đợi 5 kHz ở đây. Ngoài ra văn bản nói về đầu vào MIC, nhưng cho rằng mức đầu ra quá cao. Các sơ đồ đề cập đến đầu vào dòng.

2. CA3140 không tốt. Điện áp hoạt động tối thiểu của nó là 4 V và ở mức 5 V, mức đầu ra cao không vượt quá 3 V, do đó, đối với nguồn cung cấp 4 V có thể thấp đến 2 V và điều đó có thể không đủ cho Spartan. Thay vào đó, sử dụng một opamp Rail-To-Rail, hoặc thậm chí tốt hơn một bộ so sánh.

chỉnh sửa lại câu hỏi mới của bạn

1. Phân cực là OK, vì nó không quan trọng :-). Bạn có một tín hiệu AC đi trên và dưới mặt đất. Giống như bạn đã vẽ nó, một nửa chu kỳ tích cực sẽ làm cho đầu ra chuyển sang Vcc, âm xuống đất. Nếu bạn chuyển đổi đầu vào, bạn sẽ có đảo ngược, nhưng cả hai tín hiệu sẽ giống nhau.

2. Đúng.

3. Tôi sẽ bỏ qua nó. Nó dường như không có chức năng nào khác ngoài việc tải đầu ra, và bên cạnh đó, nếu bạn chấm nó ra thì bạn đang yêu cầu bỏ qua :-).

Điều quan trọng về R1: điều này sẽ đến Vcc, 3,3 V của bạn, không nối tiếp với đầu ra. Đầu ra cống mở có nghĩa là chỉ có một FET chuyển đầu ra xuống đất, do đó, nó chỉ có thể làm cho nó thấp, không cao. Điện trở kéo lên sẽ làm cho đầu ra cao khi tắt FET.

Các tụ điện thường được gọi là tụ điện 'ghép' vì chúng ghép thành phần ac của tín hiệu nguồn đến đích. Các tụ tách rời là các tụ shunt được thiết kế để ngăn việc ghép các tín hiệu ac từ nguồn đến phát hiện.

Trong bối cảnh này, C23 tách các thành phần tần số cao của PIO xuống đất để đầu ra sóng vuông trở nên tròn, tức là xấp xỉ hình sin (bài báo được trích dẫn của bạn đề cập đến 'tách rời' trong việc mô tả đầu ra cho cổng băng và do đó phải tham khảo C23).

Mạch như được vẽ có lẽ sẽ hoạt động với một FPGA nếu IC35 phát ra tín hiệu 0 đến 3,3 volt. Một lưu ý nhỏ là vì đầu vào cassette không có bất kỳ độ trễ nào, nên có thể tín hiệu xuất hiện dưới dạng một cạnh tăng hoặc giảm có thể xuất hiện dưới dạng một chuỗi các cạnh tăng và giảm nhanh chóng sau đó lắng xuống cao hoặc thấp trong vài micrô giây . Đó không phải là vấn đề nếu bạn thiết kế đồ họa của mình để nó bỏ qua các thay đổi đầu vào kéo dài dưới 10 micro giây và bỏ qua mọi thay đổi đầu vào xảy ra trong vòng 20 micro giây của một thay đổi được phát hiện, nhưng nếu logic của bạn cố gắng đo độ dài của các xung đầu vào mà không thực thi độ dài tối thiểu, nó có thể có vấn đề.

1. "Decoupling" trong kịch bản này có lẽ đề cập đến cả tụ điện nối tiếp khối DC (C24) và phần C của RC (C23) mặc dù nó phải là "tụ ghép" cho C24 (tách rời cũng được sử dụng để chỉ Chức năng chặn DC, nhưng tôi nghĩ nó bị lẫn lộn theo cách này, vì nó thường có nghĩa là "loại khác" làm cho AC chạm đất) và "tách rời" cho C23 (nếu có gì cả)
   Nắp khớp nối được sử dụng phổ biến trong các mạch khuếch đại âm thanh để cho phép một giai đoạn đầu vào được phân cực độc lập với mức đầu ra DC của các giai đoạn trước.

2. Có, miễn là bạn cung cấp opamp với cùng điện áp với các chân FPGA (ví dụ: 3,3V, 2,5V, v.v.) chứ không phải là 5V hiển thị. Bạn có thể sử dụng khá nhiều bất kỳ opamp nào cho chức năng so sánh (đường sắt này đến đường ray tốt hơn để làm cho mọi thứ trở nên dễ dàng, như Steven nói, nhưng không cần thiết miễn là bạn đáp ứng tối thiểu mức thấp tối đa của FPGA)