एक 80 की शैली के कंप्यूटर कैसेट को एक FPGA से जोड़ना

Question

मैं एक FPGA पर 1980 के माइक्रोबि कंप्यूटर को फिर से लागू कर रहा हूं ( यहां देखें ) और यह जानने की कोशिश कर रहा हूं कि कैसे कैसेट पोर्ट किया जाए। यहाँ मूल माइक्रोबी कैसेट इंटरफ़ेस के लिए योजनाएँ हैं:

_{(स्रोत: toptensoftware.com )}

मुझे इसका वर्णन तकनीकी मैनुअल में भी मिला:

कैसेट डेटा आउटपुट में केवल एक RC नेटवर्क होता है जो PIO के 28 के DB1 से एक सिग्नल को स्वीकार करता है। संकेत को फिर से देखा गया है और फिर इसे कैसेट रिकॉर्डर एमआईसी इनपुट पर भेजने से पहले डिकॉय किया गया है। यह संकेत 5 पिन डीआईएन सॉकेट के पिन 3 पर दिखाई देता है।

कैसेट डेटा इनपुट सर्किट थोड़ा अधिक जटिल है। DIN सॉकेट के पिन 5 से इनपुट पहले एक attentuator -decoupler से गुजरता है। इसके बाद CA3140 op-amp है, PIO, DBO के 27 पिन को सिग्नल पास करने से पहले इनपुट स्तर की एक विस्तृत श्रृंखला को चुकता करने की अनुमति देने के लिए। इन-ऑप्‍टिंग और नॉन-इनवर्टिंग इनपुट के पार दो डायोड किसी भी दिशा में डायोड के फॉरवर्ड वोल्टेज से अधिक किसी इनपुट सिग्नल को क्लिप करते हैं। 47pF संधारित्र को precompensation के लिए CMOS op-amp द्वारा आवश्यक है।

मेरे सवाल:

1. विवरण में "डी-कपल" का क्या अर्थ है?
2. यदि एक Xilinx संयमी 6 FPGA (एक Nexys3 पर PMod कनेक्टर के माध्यम से) पर I / O पिंस में से दो से जुड़ा है तो क्या वही सर्किट काम करेगा और यदि नहीं, तो क्या इसे काम करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है?

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पहला प्रयास, उत्तरों में टिप्पणियों के आधार पर, लेकिन आउटपुट रेसिस्टर श्रृंखला में नहीं होना चाहिए।

मैं इसे संदर्भ और अनुदेशात्मक कारणों से यहां छोड़ रहा हूं, कृपया अगली योजनाबद्ध देखें

MicrobeeSchematic2 http://www.toptensoftware.com/fpgabee/MicrobeeCassettePortSchematic2.png

नए प्रश्न:

1. क्या तुलनित्र की ध्रुवता सही है?
2. के लिए MCP6546 , Vss 3.3 करने के लिए जमीन और Vdd करने के लिए जाता है?
3. मुझे यकीन नहीं है कि मूल सर्किट में टेप इनपुट के पार "डॉटेड आउट" रोकनेवाला क्या करना है।

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तुलनित्र के उत्पादन के बारे में प्रतिक्रिया को शामिल करना

MicrobeeSchematic3 http://www.toptensoftware.com/fpgabee/MicrobeeCassettePortSchematic3.png

मैं MCP6546 के लिए किन विकल्पों का उपयोग कर सकता हूं, जो मुझे ऑस्ट्रेलिया में खुदरा स्टोरों में नहीं मिल पाए हैं। मैं LM311 या LM393 प्राप्त कर सकता हूं, जो मैं बता सकता हूं उससे मिलता-जुलता है। क्या ये भी काम करेंगे?

Answer 1

1. Decoupling कैपेसिटर को सर्किट की बिजली आपूर्ति में जाना जाता है, जहां वे (उच्च आवृत्ति) शोर की आपूर्ति वोल्टेज को साफ रखने के लिए सेवा करते हैं। लेकिन मुझे आभास है कि यहां आपके सिग्नल की डीसी सामग्री को हटाने का मतलब श्रृंखला संधारित्र के माध्यम से है, जैसे इनपुट के लिए C24 करता है। जो, आपके दृष्टिकोण (डीसी या एसी) के आधार पर एक युग्मन संधारित्र कहा जा सकता है। लेकिन कोई संधारित्र नहीं है जो आपके आउटपुट पर ऐसा करता है। C23 का मूल्य भी संदिग्ध रूप से कम है। प्रतिरोधों R23 और R24 के साथ कटऑफ आवृत्ति 12 kHz है, जो बेकार है, क्योंकि यह कैसेट की आवृत्ति रेंज के बारे में वैसे भी होगा। मैं यहाँ 5 kHz की अपेक्षा करूँगा। साथ ही टेक्स्ट एमआईसी इनपुट की बात करता है, लेकिन इसके लिए आउटपुट स्तर बहुत अधिक है। योजनाबद्ध लाइन इनपुट का उल्लेख करता है।

2. CA3140 अच्छा नहीं है। इसका न्यूनतम ऑपरेटिंग वोल्टेज 4 V है, और 5 V पर आउटपुट 3 V से अधिक नहीं होता है, इसलिए 4 V आपूर्ति के लिए जो 2 V जितना कम हो सकता है, और यह स्पार्टन के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। इसके बजाय एक रेल-टू-रेल opamp का उपयोग करें, या इससे भी बेहतर एक तुलनित्र।

अपने नए प्रश्नों को संपादित करें

1. Polarity ठीक है, क्योंकि यह कोई फर्क नहीं पड़ता :-)। आपके पास एक एसी सिग्नल है जो जमीन के ऊपर और नीचे जा रहा है। जैसे आपने इसे खींचा है, सकारात्मक आधा चक्र आउटपुट को Vcc में जाने देगा, नकारात्मक जमीन पर। यदि आप इनपुट स्विच करते हैं, तो आपके पास रिवर्स होगा, लेकिन दोनों सिग्नल समान दिखेंगे।

2. हाँ।

3. मैं इसे नजरअंदाज कर दूंगा। ऐसा प्रतीत नहीं होता कि आउटपुट लोड करने के अलावा कोई फ़ंक्शन है, और इसके अलावा, यदि आप इसे डॉट करते हैं तो आप इसे अनदेखा करने के लिए कह रहे हैं :-)।

R1 के बारे में महत्वपूर्ण बात: यह आपके 3.3 V Vcc पर जाना चाहिए, आउटपुट के साथ श्रृंखला में नहीं। ओपन-ड्रेन आउटपुट का मतलब है कि आउटपुट को जमीन पर स्विच करने के लिए केवल एक एफईटी है, इसलिए यह केवल इसे कम कर सकता है, उच्च नहीं। FET के बंद होने पर पुल-अप रोकनेवाला आउटपुट को उच्च बना देगा।

Comments

"आम तौर पर एक श्रृंखला संधारित्र के माध्यम से अपने संकेत की डीसी सामग्री को हटाने का मतलब है" - एक श्रृंखला कैपिंग युग्मन संधारित्र नहीं है? एक Decoupling टोपी AC सामग्री को निकालता है।

— केलेंज्ब

@ कालेन - ओह प्रिय। हां, आप सही हैं, खासकर अगर आप बिजली की आपूर्ति लाइनों को डिकॉप करने के बारे में सोचते हैं। यहाँ मैं संकेत से डीसी को डिकूप करने के बारे में सोच रहा था :-)।

— स्टीवनवह

@stevenvh विस्तृत प्रतिक्रिया के लिए धन्यवाद, हालांकि आप जो कुछ भी कहते हैं वह मेरे सिर पर चला जाता है। मेरे पास इलेक्ट्रॉनिक्स ज्ञान सीमित है, लेकिन इसे विकसित करने की कोशिश कर रहा हूं, इसलिए मैं अभी आरसी सर्किट, ऑप-एम्प्स और कम्प्लायर्स पर पढ़ रहा हूं। मुझे संभवतः इन्हें अलग-अलग प्रश्नों के रूप में पोस्ट करना चाहिए, लेकिन: 1) आप 12Hz के साथ कैसे आए, और 2) क्या आप एक तुलनित्र की सिफारिश कर सकते हैं? मैं वास्तव में यदि संभव हो तो PMod पर उपलब्ध 3.3V से इसे चलाने की उम्मीद कर रहा हूं।

— ब्रैड रॉबिन्सन

इसके अलावा, आप सही हैं, माइक्रोबि में लाइन-स्तरीय आउटपुट था, माइक स्तर नहीं। जो मुझे जिज्ञासु बनाता है - आप इसे माइक्रोफोन स्तर पर काम करने के लिए कैसे संशोधित कर सकते हैं (मैं इसे रिकॉर्डिंग के लिए आईफोन में भेजने की सोच रहा हूं)।

— ब्रैड रॉबिन्सन

@ ब्रैड - kHz! हज़ नहीं। कटऑफ आवृत्ति = 1 / (2 pi RC), जहां R R23 और R24 के समानांतर है ( यह उत्तर बताता है कि क्यों)। तो f = 1 / (2 pi 1.3k)$\Omega$10nF) = 12.2kHz। यह एक उपयुक्त तुलनित्र है। आपको इसके आउटपुट में 10k पुल-अप रोकनेवाला जोड़ना होगा।

— स्टीवनवह

Answer 2

श्रृंखला कैपेसिटर को आम तौर पर 'कपलिंग' कैपेसिटर कहा जाता है क्योंकि वे स्रोत सिग्नल के एसी घटक को गंतव्य तक पहुंचाते हैं। डेकोपिंग कैपेसिटर शंट कैपेसिटर हैं जिन्हें स्रोत से हिरासत में एसी सिग्नल के युग्मन को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इस संदर्भ में, C23 ग्राउंड के PIO के उच्च आवृत्ति घटकों को डिकॉउंड करता है ताकि स्क्वायर-वेव आउटपुट गोल हो जाए यानी लगभग sinusoidal (आपका उद्धृत लेख टेप पोर्ट के आउटपुट का वर्णन करने में 'decoupling' को संदर्भित करता है और इसलिए इसका उल्लेख करना चाहिए) C23)।

Comments

यह भी टेप रिकॉर्डर से इनपुट में एक "एटेन्यूएटर-डिकॉउलर" को संदर्भित करता है, हालांकि, जो मुझे उनके बारे में दो अलग-अलग चीजों का उपयोग करने के लिए आश्चर्यचकित करता है।

— ओली ग्लेसर

Answer 3

अगर IC35 0-से-3.3-वोल्ट सिग्नल को आउटपुट करता है, तो सर्किट को संभवतः FPGA के साथ काम करना चाहिए। एक मामूली चेतावनी यह है कि क्योंकि कैसेट इनपुट में कोई हिस्टैरिसीस नहीं है, यह संभव है कि एक संकेत जो कि एक एकल बढ़ते या गिरते हुए किनारे के रूप में दिखाई दे सकता है, बढ़ते और गिरने वाले किनारों के तेजी से अनुक्रम के रूप में प्रकट हो सकता है जो बाद में उच्च या निम्न कुछ माइक्रोसेकंड का निपटारा करता है। । यदि आप अपने FPGA को डिज़ाइन करते हैं तो यह एक समस्या नहीं होनी चाहिए ताकि यह इनपुट बदलावों को अनदेखा कर दे जो पिछले 10 माइक्रोसेकंड से कम है, और किसी भी इनपुट परिवर्तन को अनदेखा करता है जो कि किसी ज्ञात परिवर्तन के 20 माइक्रोसेकंड में होता है, लेकिन यदि आपका तर्क लंबाई को मापने का प्रयास करता है। एक न्यूनतम लंबाई लागू किए बिना इनपुट दालों की समस्याएं हो सकती हैं।

Answer 4

1. इस परिदृश्य में "डिकॉप्ड" शायद डीसी (C24) को ब्लॉक करने वाले श्रृंखला संधारित्र दोनों को संदर्भित करता है, और RC (C23) का C भाग हालांकि C24 के लिए "युग्मन संधारित्र" होना चाहिए (डिकॉउलिंग का उपयोग करने के लिए भी किया जाता है) डीसी ब्लॉकिंग फंक्शन, लेकिन मुझे लगता है कि यह इस तरह से भ्रमित हो जाता है, क्योंकि आमतौर पर इसका मतलब "अन्य प्रकार" है जो एसी को जमीन पर धकेलता है) और C23 के लिए "डिकॉप्लिंग" (यदि कुछ भी हो)
   युग्मन कैप का उपयोग आमतौर पर ऑडियो एम्पलीफायर सर्किट में किया जाता है एक चरण इनपुट की अनुमति देने के लिए पिछले चरणों डीसी उत्पादन स्तर से स्वतंत्र रूप से पक्षपाती होना चाहिए।

2. हां, जब तक आप दिखाए गए 5V के बजाय FPGA पिन (जैसे 3.3V, 2.5V, आदि) के रूप में एक ही वोल्टेज के साथ opamp की आपूर्ति करते हैं। आपको तुलनात्मक कार्य के लिए किसी भी ओपैंप का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए (रेल टू रेल चीजों को आसान बनाने के लिए बेहतर है, जैसा कि स्टीवन कहते हैं, लेकिन आवश्यक नहीं है जब तक आप एफपीजीए इनपुट मिन-हाई-मैक्स से कम मिलते हैं)