Ламповый модуль подавления дребезга контактов от компьютера IBM 705. Что будет, если попробовать его включить?

Автор оригинала: Ken Shirriff
  • Перевод
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…
Поддержать автора
Поделиться публикацией

Комментарии 23

    +1
    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.

    Ужас. Сейчас эти модули много сотен долларов стоят.
      +1
      Можно и в 10 раз дороже пытаться продавать, да только не факт, что купят дороже стоимости углеродных резисторов и ламп.
        +1
        Вот таких больших и красивых модулей я среди проданных вообще не нашёл. Мелкие уходят долларов по 50-100, так что, думаю, цена по моей ссылке выше если и завышена, то не слишком.
        40 евро
        60 USD
        130 USD

        Кстати, никто мне в России такую штуку продать не хочет? Пишите в личку, :- ).
        +2
        Ужас. Сейчас эти модули много сотен долларов стоят.

        Все вещи проходят через следующий цикл:


        1) "Покупайте последнюю сверхновейшую новинку!" (на момент написания списка это, скажем, iPhone XS)
        2) "Да оно у даже у последней собаки есть" (iPhone 7)
        3) "Кому эта рухлядь вообще нужна?" (Компьютер на Pentium 4)
        4) "Антиквариат, таких в мире всего 10 штук осталось в рабочем состояниии, стоят стопицот бабла" (286)

          +2
          286 до настоящего антиквариата ещё не доросли. Вот моя Аскота 170 — это да! ;- )
            0
            Спасибо, теперь знаю про ещё одну потрясающую винтажную вещь.
              +2
              Следите за Хабром. Надеюсь, в середине мая опубликую о ней статью (вот прям завтра, наверное, это делать смысла нет, все на праздники разъехались).
                0
                Просто… вещь.

                Скрытый текст

                И к ней ещё перфосчитыватель бывает.

                Ждём рассказа.
                  +1
                  Интересно — на белую пластиковую ручку кто-то когда-то сильно нажал или это она за годы стояния в гаража вниз так поплыла?
              0
              Сунулся в Гугл посмотреть, нашёл Вашу публикацию. Спасибо за работу!
              +1
              Вряд ли современный электронный ширпортеб (с запланированным устареванием) будет когда-нибудь ценим коллекционерами. Раньше делали на века.
                +2
                Вот не факт. Безымянные XT гаражной сборки из тайваньских комплектующих сейчас уже больше сотни долларов стоят.
                  0
                  Свои два планшета на Android 2.x с резистивными сенсорами я уже считаю винтажом.
                    +1
                    А я свой Dell Axim 51 с радостью бы продал, т.к. убогий виндовс и софт с кривущим тормозным интерфейсом вызывает лишь раздражение. Но это всё вкусовщина.
                      +3
                      Воу воу палехчи! У меня в работе Dell axim x51v, Fujitsu-siemens PocketLOOX 720 и ещё один qvga qwerty покет под CDMA модем прекрасно работают на своих местах выполняя роль регистраторов-визуализаторов информации. программы к ним пишу сам на c# — нет ничего удобнее чем эти КПКшки. они надежные как танк, быстрые для 99% пользовательских задач. c# дает непревзойденную легкость написания любых программ с любым извратом, аппаратура имеет блютузы вайфаи и экран 640х480 плюс море встроенной памяти в виде оперативки без ограничений на ресурсы чтения-записи — просто идеальные терминалы ввода сбора и небольшого анализа информации.
                      Не надо тут оскорблять рабочие лошадки. покажите мне андроида который в активном режиме со включенным экраном может три дня непрерывно работать!
                        +1
                        Кстати, а на этот КПК можно как-то поставить линукс? Я бы даже без графического интерфейса использовал, со внешней клавиатурой. Подскажите, как подобное можно сделать, например, для обучения python-у и консольным приложениям.
                          0
                          На Compaq и HP ставили без проблем, не думаю, что Dell сильно отличается.
                            +1
                            разве что через эмулятор… мы на нем вин95 как-то запускали :) оооочень долго и ооооочень медленно но запускали.
                            Я не линуксоид а потому и не пробовал никогда но есть кпк на которые можно поставить а есть на которые нет драйверов под тач и прочее.в случае с делом скорее всего нет т.к. там видеоадаптер стоит отличный от обычных интеловских. нвидия какаято
                              0
                              На КПК HP и Compaq Линуксы без эмуляторов, нативно фигачили на ура. Что там с Dell Axim и какой там видеоадаптер, не знаю, не пробовал.
                  +2
                  Не, если вещь попала в стадию 2, то шансы стать антиквариатом мизерны (максимум древнее железо для гиков, которое можно продать чуть дороже его БУ стоимости в годы "«Кому эта рухлядь вообще нужна?».
                  Антиквариат должен быть:
                  1. Изначально вещью не массового производства (чем реже встречалась, тем дороже — сейчас на аукционах некоторые редкие аудиокассеты уходят за сотни баксов) либо иметь свою подтвержденную историю.
                  2. Должен быть в хорошем ( в идеале не юзанном состоянии) — чем лучше состояние тем дороже (извлеченные из специальной запаянной колбы коллекционные монеты сразу теряют минимум пол цены)
                    +1
                    Ржавая римская монета массового производства — разве не антиквариат?!
                      +2
                      Зацените auction.violity.com/auction/273-monety-drevnego-rima?show_type=11
                      Медь Царской России ведрами продают за безценок.
                      Серебро чуть дороже (по цене серебра :-))
                      Хотя может стоит отделить понятие «Антиквариата» от «Коллекционной ценности», но обычно у нас под антиквариатом понимают нечто эксклюзивное и ценное.
                      +1
                      Не, если вещь попала в стадию 2, то шансы стать антиквариатом мизерны

                      Если Вам так кажется, то это просто с момента стадии 2 мало времени прошло ;)


                      Кроме того, обратите внимание — я говорил о "почти новых экземплярах в рабочем состоянии", а не об убитых в хлам (у таких и дорога в хлам в лучшем случае на запчасти).

                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                Самое читаемое