Спойлер: он будет подавлять дребезг контактов.
В наши дни подавление дребезга контактов чаще всего осуществляют программно, но в отдельных случаях продолжают применяться и аппаратные способы: на RC-цепочках и на триггерах. В 1950-х, конечно, другого выбора не было. Множество модулей, подобных этому:
обрабатывало сигналы с кнопок такого пульта:
Отсюда
Любая сложная схема становится понятной, если разбить её на простые фрагменты. В данном модуле применяются два вида каскадов. Ниже показана слегка упрощённая схема инвертирующего усилителя постоянного тока:
Здесь нагрузочный резистор включён между плюсом питания и анодом лампы, поэтому чем больше она открыта, тем меньше напряжение на выходе. Такой усилитель не только усиливает по напряжению, но и инвертирует.
У катодного повторителя нагрузочный резистор включён между катодом и источником отрицательного напряжения. Его задача — не внося изменений в амплитуду сигнала, обеспечивать малое выходное сопротивление, а значит, большую нагрузочную способность по току.
Проверку модуля автор начал с подачи напряжения пока только на подогреватели ламп. Для этого он взял накальный трансформатор (6,3 В, 2,5 А) весом в 1,5 кг.
Оказалось, что подогреватели всех ламп исправны. Все они — двойные триоды, и у каждого засветились оба подогревателя.
С источниками питания анодных цепей сложнее. Модулю требуются три напряжения: +140, -60 и -130 В, а входные сигналы — предположительно, 48-вольтовые (позже оказалось, что нет). Имеющиеся блоки питания обеспечивают максимум ± 120 В, но симуляция в LTspice показала, что при меньших напряжениях всё тоже заработает. Автор взял несколько блоков питания, большей частью — устройства фирмы HP из коллекции Marc'а, а также измерительное оборудование. Ещё два БП не видны — они под столом:
БП применены следующих типов: 2 шт. HP3068A (по 60 В каждый) — для линий -60 и -120 В, 1 шт. HP6645A — для +120 В, 1 шт. Protek 3003B (современный) — для +30 В (напряжение, подаваемое на вход подавителя дребезга через кнопку).
Следующая задача — подключить к модулю проводники. Соответствующие разъёмы не выпускаются 50 лет, а припаивать нельзя из соображений аутентичности. К штырькам модуля подошли 0,110-дюймовые соединители, напоминающие РППИ.
Чтобы коммутировать питающие напряжения, а также подавать сигналы с кнопки, дребезг контактов которой требуется подавлять, автор изготовил небольшой пульт:
Переходим теперь к одной из схем подавления дребезга:
В документации IBM она названа «контактно-управляемым триггером». Входной сигнал проходит через ФНЧ, затем поступает на сетку первой половины двойного триода, на котором собран инвертирующий усилитель. Снятый с его нагрузочного резистора инвертированный сигнал подан на сетку второй половины двойного триода через цепь из резисторов и конденсатора. Через другой резистор на ту же сетку подано отрицательное смещение.
С нагрузочного резистора этого каскада снимается сигнал на неонку на пульте (для которой предусмотрен отдельный резистор) и на делитель, приводящий сигнал к следующим параметрам: единице соответствует +30 В, нулю -10. Далее сигнал поступает на не показанный на схеме катодный повторитель, используемый в качестве буфера. Это позволяет подавать его на входы одновременно нескольких каскадов, расположенных в других узлах машины.
Катоды ламп соединены вместе и соединены с общим проводом через один и тот же резистор. Благодаря этому схема приобретает свойства триггера Шмитта. На графике показаны три сигнала: красный — многократные импульсы, поступающие с контактной группы, зелёный — они же после ФНЧ, синий — после триггера Шмитта.
Рассматриваемый восьмиламповый модуль содержит пять триггеров Шмитта (каждый занимает по одному двойному триоду), четыре обычных катодных повторителя (один двойной триод — два повторителя) и один повторитель с повышенной нагрузочной способностью (в нём оба триода лампы соединены параллельно). Распределение функций по лампам показано ниже:
Для удобства кто-то ещё в те годы нанёс на модуль рядом с лампами метки красной и зелёной красками:
При проверке из всех схем подавления дребезга сразу заработала только четвёртая. Из остальных кто-то потихоньку брал себе по мере надобности резисторы. При проверке к соответствующим выходам подключали неонку и осциллограф. Им же контролировали и входной сигнал.
Сравнение двух осциллограмм показывает, что во входном сигнале дребезг присутствует, а в выходном — нет. Также выходной сигнал сдвинут относительно входного на 1,3 мс — это внёс свой вклад ФНЧ.
Затем кнопку попробовали подключить к счётчику импульсов HP 5334B — тоже винтажному, но не настолько — напрямую и через схему подавления дребезга. Делителем напряжения, собранным из больших магазинов сопротивлений, выходные импульсы были «переведены» на понятный счётчику «пятивольтовый язык». При прямом подключении кнопки каждое нажатие на неё счётчик принимал за несколько импульсов, при подключении через модуль — за один.
Благодарности:
Carl Claunch — за модуль
Paul Pierce, bitsavers и Музею компьютерной истории — за сохранённую документацию к компьютерам IBM серии 700
Автор одного из комментариев к оригинальной статье написал, что в девяностых разбирал такие модули: лампы брал себе для самоделок, а остальное продавал умельцу, который выпаивал из них винтажные резисторы и конденсаторы для гитарных усилителей. Отношение к винтажу как к винтажу, а не как к большому неиссякаемому донору компонентов, пришло в массовое сознание лишь в начале нулевых…
В наши дни подавление дребезга контактов чаще всего осуществляют программно, но в отдельных случаях продолжают применяться и аппаратные способы: на RC-цепочках и на триггерах. В 1950-х, конечно, другого выбора не было. Множество модулей, подобных этому:
обрабатывало сигналы с кнопок такого пульта:
Отсюда
Любая сложная схема становится понятной, если разбить её на простые фрагменты. В данном модуле применяются два вида каскадов. Ниже показана слегка упрощённая схема инвертирующего усилителя постоянного тока:
Здесь нагрузочный резистор включён между плюсом питания и анодом лампы, поэтому чем больше она открыта, тем меньше напряжение на выходе. Такой усилитель не только усиливает по напряжению, но и инвертирует.
У катодного повторителя нагрузочный резистор включён между катодом и источником отрицательного напряжения. Его задача — не внося изменений в амплитуду сигнала, обеспечивать малое выходное сопротивление, а значит, большую нагрузочную способность по току.
Проверку модуля автор начал с подачи напряжения пока только на подогреватели ламп. Для этого он взял накальный трансформатор (6,3 В, 2,5 А) весом в 1,5 кг.
Оказалось, что подогреватели всех ламп исправны. Все они — двойные триоды, и у каждого засветились оба подогревателя.
С источниками питания анодных цепей сложнее. Модулю требуются три напряжения: +140, -60 и -130 В, а входные сигналы — предположительно, 48-вольтовые (позже оказалось, что нет). Имеющиеся блоки питания обеспечивают максимум ± 120 В, но симуляция в LTspice показала, что при меньших напряжениях всё тоже заработает. Автор взял несколько блоков питания, большей частью — устройства фирмы HP из коллекции Marc'а, а также измерительное оборудование. Ещё два БП не видны — они под столом:
БП применены следующих типов: 2 шт. HP3068A (по 60 В каждый) — для линий -60 и -120 В, 1 шт. HP6645A — для +120 В, 1 шт. Protek 3003B (современный) — для +30 В (напряжение, подаваемое на вход подавителя дребезга через кнопку).
Следующая задача — подключить к модулю проводники. Соответствующие разъёмы не выпускаются 50 лет, а припаивать нельзя из соображений аутентичности. К штырькам модуля подошли 0,110-дюймовые соединители, напоминающие РППИ.
Чтобы коммутировать питающие напряжения, а также подавать сигналы с кнопки, дребезг контактов которой требуется подавлять, автор изготовил небольшой пульт:
Переходим теперь к одной из схем подавления дребезга:
В документации IBM она названа «контактно-управляемым триггером». Входной сигнал проходит через ФНЧ, затем поступает на сетку первой половины двойного триода, на котором собран инвертирующий усилитель. Снятый с его нагрузочного резистора инвертированный сигнал подан на сетку второй половины двойного триода через цепь из резисторов и конденсатора. Через другой резистор на ту же сетку подано отрицательное смещение.
С нагрузочного резистора этого каскада снимается сигнал на неонку на пульте (для которой предусмотрен отдельный резистор) и на делитель, приводящий сигнал к следующим параметрам: единице соответствует +30 В, нулю -10. Далее сигнал поступает на не показанный на схеме катодный повторитель, используемый в качестве буфера. Это позволяет подавать его на входы одновременно нескольких каскадов, расположенных в других узлах машины.
Катоды ламп соединены вместе и соединены с общим проводом через один и тот же резистор. Благодаря этому схема приобретает свойства триггера Шмитта. На графике показаны три сигнала: красный — многократные импульсы, поступающие с контактной группы, зелёный — они же после ФНЧ, синий — после триггера Шмитта.
Рассматриваемый восьмиламповый модуль содержит пять триггеров Шмитта (каждый занимает по одному двойному триоду), четыре обычных катодных повторителя (один двойной триод — два повторителя) и один повторитель с повышенной нагрузочной способностью (в нём оба триода лампы соединены параллельно). Распределение функций по лампам показано ниже:
Для удобства кто-то ещё в те годы нанёс на модуль рядом с лампами метки красной и зелёной красками:
При проверке из всех схем подавления дребезга сразу заработала только четвёртая. Из остальных кто-то потихоньку брал себе по мере надобности резисторы. При проверке к соответствующим выходам подключали неонку и осциллограф. Им же контролировали и входной сигнал.
Сравнение двух осциллограмм показывает, что во входном сигнале дребезг присутствует, а в выходном — нет. Также выходной сигнал сдвинут относительно входного на 1,3 мс — это внёс свой вклад ФНЧ.
Затем кнопку попробовали подключить к счётчику импульсов HP 5334B — тоже винтажному, но не настолько — напрямую и через схему подавления дребезга. Делителем напряжения, собранным из больших магазинов сопротивлений, выходные импульсы были «переведены» на понятный счётчику «пятивольтовый язык». При прямом подключении кнопки каждое нажатие на неё счётчик принимал за несколько импульсов, при подключении через модуль — за один.
Благодарности:
Carl Claunch — за модуль
Paul Pierce, bitsavers и Музею компьютерной истории — за сохранённую документацию к компьютерам IBM серии 700
Автор одного из комментариев к оригинальной статье написал, что в девяностых разбирал такие модули: лампы брал себе для самоделок, а остальное продавал умельцу, который выпаивал из них винтажные резисторы и конденсаторы для гитарных усилителей. Отношение к винтажу как к винтажу, а не как к большому неиссякаемому донору компонентов, пришло в массовое сознание лишь в начале нулевых…
