Ламповый компьютер своими руками

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

GNEZDO NEWS

Друзья сайта

Статистика

Ламповый усилитель для компьютера

В данной статье представлена простая схема лампового усилителя, который очень хорошо подходит для начинающих «ламповиков», еще не умудренных большим опытом в конструировании ламповых усилителей.

Усилитель собран на очень распространенной элементной базе, все детали для его сборки можно найти в ламповых телевизорах или радиолах.

Схема усилителя приведена на рис.1. Она состоит из 2 частей: собственно самого усилителя и блока питания для него.

Усилитель однотактный, двухкаскадный, собранный на лампах 6П14П и 6Ж1П. Собственно схема не новая, но вместе с тем очень простая, удобная, и надежная.

Выходной трансформатор — ТВЗ-1-9, его желательно перемотать по технологии, приведенной в описании ниже «Улучшение параметров трансформатора ТВЗ-1-9». В блоке питания используется сетевой трансформатор от радиолы «Рекорд-234», так же можно использовать любой другой трансформатор с выходными обмотками на 220 и 6,3 В. Дроссели — любые подходящие с индуктивностью более 5 Гн, так же можно использовать высоковольтную обмотку трансформаторов ТВК110Л2, ТВК11ЛМ, ТВ-ЗШ (так же от ламповых телевизоров) и др.

Выпрямитель можно использовать как полностью полупроводниковый, так и комбинированный лампово-полупроводниковый (более подробно рассказывается в конце статьи ). Но при использовании комбинированного выпрямителя необходима дополнительная накальная обмотка для кенотрона. Так как домотать дополнительную обмотку на сетевой трансформатор не всегда возможно, рекомендуется использовать дополнительный накальный трансформатор. В качестве которого хорошо подойдет трансформатор ТВ-ЗШ Полупроводниковые диоды VD1 и VD2 — типа КЦ205А или любые другие с обратным током не менее 300В. Схема такого варианта выпрямителя приведена на рис.2.

Внешний вид готового усилителя приведен на рис.3, а внутренняя конструкция усилителя приведена на рис.4. Как видно из рисунка, монтаж усилителя печатный. Но топологию печатных плат приводить не буду, так как габариты деталей могут быть совершенно разными.

Улучшение параметров трансформатора ТВЗ-1-9

Трансформатор ТВЗ-1-9 широко известен среди радиолюбителей. Он обладает достаточно хорошими характеристиками, но вместе с тем его можно значительно улучшить. Для этого необходимо поверх всех обмоток домотать еще одну обмотку (в один ряд, проводом ПЭЛ-0,62). Если позволяет место, то можно намотать и два ряда. Эту обмотку необходимо последовательно соединить с выходной обмоткой. Благодаря дополнительной обмотке трансформатор становиться секционным, благодаря чему уменьшается КНИ. Так же улучшается КПД трансформатора на высоких частотах. Доработка трансформатора очень проста, но при этом достаточно эффективна, хотя естественно не сравнится с полной его перемоткой.

При перемотке трансформатора верхний слой трансформаторной бумаги следует удалить и заменить его одним слоем максимально тонкой трансформаторной бумагой или кальки. Убирать полностью трансформаторную бумагу категорически нельзя, так как при этом возможно пробивание напряжения между первичной и вторичной обмотками. Поверх трансформаторной бумаги и следует доматывать дополнительную обмотку. Причем ее так же сверху необходимо изолировать еще одним слоем трансформаторной бумаги.

Необходимо отметить, что при последовательном соединении штатной и домотанной обмотки трансформатора их общее сопротивление возрастает с квадратичной зависимостью, поэтому трансформатор с домотанной обмоткой будет рассчитан на подключение нагрузки с сопротивлением в 16 Ом. Для подключения акустической системы с сопротивлением в 4 Ома необходимо дополнительную обмотку соединить параллельно со штатной обмоткой трансформатора.

Аналогично можно доработать и трансформатор ТВ-ЗШ, но при этом придется доматывать высоковольтную обмотку, что намного сложнее из за малого диаметра проволоки и необходимости в большом сопротивлении катушки.

Считается, что для ламповой радиоаппаратуры желателен кенотронный (ламповый) выпрямитель в блоке питания (стандартная схема такого выпрямителя приведена на рисунке ниже. Но у радиолюбителей не всегда есть возможность достать подходящий трансформатор, обладающий 2 высоковольтными обмотками с одинаковыми напряжениями (или одной обмоткой со средней точкой).

Второй вариант схемы на рисунке ниже позволяет решить эту проблему. Средняя точка трансформатора создается искусственно, с помощью двух полупроводниковых диодов (VD1 и VD2). Данная схема не теряет всех достоинств чисто лампового выпрямителя, но вместе с тем не требует сложного сетевого трансформатора.

В предложенной схеме открытый диод всегда соединен последовательно с кенотроном. Последний и будет определять коммутационные характеристики выпрямителя. Так что имеем упрощение трансформатора с сохранением кенотронного выпрямления!

Кенотронный выпрямитель ставят в усилок для избавления от диодов, с их коммутационными искажениями, в процессе выпрямления, в цепи питания анода. А при таком схемном решении качество звука значительно не изменится. Проще поставить диодный мост с реле задержки питания по аноду или с тумблером. Если всетаки кенотрон остается, то диоды лучше германиевые и попробовать зашунтировать каждый конденсатором 0,01-0,015mF, лучше металло-бумажным.

Источник

Строим декоративный транзисторный компьютер — шаг 1

Недавно на хабре была статья о проектировании собственного компьютера, где автор хотел сначала строить компьютер из транзисторов, но затем решил продолжить на микросхемах 7400-серии из-за того, что на транзисторах ему это показалось слишком сложным и дорогим занятием.

Похожая задача интересовала и меня последние 3 года — но от изначальной идеи строить на транзисторах я не отказался, и сейчас могу рассказать свои соображения и показать текущие наработки, а также — хочу спросить вашего мнения о том, каким на ваш взгляд должен быть _серийный_ транзисторный декоративный компьютер. Но сразу нужно заметить, что работы впереди еще на пару лет 🙂

Главный вопрос — зачем все это нужно, если есть FPGA и всякие Raspberry Pi?

Ответ простой:
1) Мне интересно этим заниматься в свободное время и
2) Декоративный компьютер (декоративный — это вопрос отношения к компьютеру, а не его внешности) — он как декоративные домашние животные: мопс не отгрызет ногу грабителю, а персидский котик не победит в бою метрокрысу. Но с ними интересно играть и показывать гостям — даже если в области вычислений, охраны и охоты они сильно уступают «боевым» аналогам.

Подстановка задачи и архитектура

Какие будут у нас требования к декоративному компьютеру?

• Разработка под автоматизированную сборку. Руками паять по 5000 деталей на компьютер — поседеть можно.
• Производительность — не существенна, главное чтобы 100тыс+ операций в секунду было (на уровне Радио-86РК). Даже 100тыс оп/с позволит решать очень многие задачи.
• Практика показывает, что 64 КиБ памяти — реалистичный минимальный объем памяти. В 1-4 КиБ многое не влезет, потому уменьшать шину адреса меньше 16 бит не стоит.
• Программирование — на C. Нельзя заставлять людей тратить своё свободное время на ассемблер (но если желание есть — то все карты в руки).
• В базовой модели — из транзисторов сделан только сам процессор. Память и обвязка — может быть из микросхем. Полностью транзисторный вариант возможен в будущем, но это уже будет дальнейшее развитие (со своими ограничениями — более 1-2 КиБ памяти иметь будет затруднительно)
• В процессоре — отключаемые светодиоды показывают состояние внутренних регистров (IP, аккумулятор, запись/чтение из памяти. )
• Не слишком высокая цена. Себестоимость одного транзистора с обвязкой и автоматическим монтажом — около 2 рублей, соответственно, использовать больше 1000 транзисторов не желательно для серийного продукта. Это означает, что схема должна быть проще, чем i8080 (4500 транзисторов), i4004 (2300 транзисторов), и MT15 (

3000 транзисторов), не смотря на требование 16-и битной шины адреса.

uCLinux? Даже без виртуальной памяти, было бы очень желательно иметь 24-32 бита. Конечно, это существенно повысило бы интерес, но потребует по меньшей мере удвоения количества транзисторов (=удвоения цены). Также, с ростом разрядности — пропорционально падает и скорость последовательного компьютера.

Аппаратная поддержка прерываний — не требуется, т.к. очень уж много за собой тянет (микрокод, аппаратный стек, и проч.), и обойтись без неё можно.

Взаимодействие с пользователем: Классическая реализация — это клавиатура + вывод на телевизор или VGA-монитор. Сделать удобную «свою» клавиатуру слишком сложно — нужно использовать стандартные PS/2 или USB. PS/2 клавиатуры уже редкость — а USB в транзисторном компьютере поддержать — будет затруднительно, без использования грязных хаков (вроде микроконтроллера).

Вероятно, оптимальным и простым решением может быть терминальный интерфейс — когда компьютер общается с внешним миром через последовательный порт (RS232), таким же образом можно загружать программы. Т.е. в простейшем случае транзисторный компьютер подключается к настольному компьютеру (или специализированному терминалу) через USB<>COM адаптер, и в любой программе-терминале (например Putty) можно с ним работать.

Также, нужна и возможность подключать внешние устройства через GPIO-пины.

Последовательный или параллельный ALU? 8 или 16 бит?: Поскольку количество транзисторов очень ограничено (

Схему для симуляции в LTspice IV можно скачать тут.

Принцип работы следующий: т.к. порядок слагаемых не имеет значения, мы их просто аналогово смешиваем, и точно подбирая пороговое напряжение сдвоенного инвертора — сразу получаем перенос. Затем вычитая на транзисторе Q3 из аналоговой суммы перенос — получаем сумму. Конечно, все это требует точного подбора уровней срабатывания, и симуляции с учетом температуры. Диоды Шоттки — для предотвращения входа транзисторов в глубокое насыщение, что резко снижает скорость работы.

Использование полевых транзисторов возможно, и обеспечивает лучшую температурную стабильность, главное чтобы у них было достаточно низкое пороговое напряжение.

Сдвиговой регистр — самая ответственная часть этого транзисторного компьютера. Классическая реализация на синхронных D-триггерах — требует чудовищного количества транзисторов на бит.

У меня получилось уместиться в 2 транзистора на бит, со следующими особенностями:
1) Регистры — основаны на конденсаторах, и если их «не двигать» — то со временем данные пропадут. Но с полевым транзистором время хранения достаточно большое.
2) Передача данных на следующую ступень — биполярным транзистором. В половине случаев он работает в обратном, нестандартном режиме — пробивное напряжение намного меньше (но 3.3В должно держать), и коэффициент усиления намного ниже прямого включения (но я надеюсь будет достаточно).
3) Каждая следующая ступень — инвертирует сигнал, это не проблема когда нужен только последовательный доступ (например в случае регистров процессора). Если же будет нужен не инвертированный параллельный выход — нужно будет добавить 8 инверторов (т.е. 16-и битный сдвиговой регистр потребует 40 транзисторов, а не 32).
4) Остается проблема с насыщением биполярного транзистора.

График работы:

С этими компактными реализациями цифровых схем — уложиться в 1000 транзисторов думаю будет вполне реально.
На этом пока все — меня же ждет впереди чудовищно много работы

А теперь — несколько вопросов к читателям: Какие варианты кажутся вам приемлемыми?

Источник

Современный процессор на лампах ! Каким размером он будет ?

sergeih

Если взять современный процессор, ну пусть не самый крутой, но типа какого нибудь Пентиума 4, с частотой 2000-3000 мгц.

Можно ли его реализовать на лампах, и какие будут массогабаритные характеристики у него, а так же мощностные ?

ZORRO

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

• Диагностика
• Определение неисправности
• Выбор метода ремонта
• Поиск запчастей
• Устранение дефекта
• Настройка

Учитывайте, что некоторые неисправности являются не причиной, а следствием другой неисправности, либо не правильной настройки. Подробную информацию Вы найдете в соответствующих разделах.

Неисправности

Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида — стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

• не включается
• не корректно работает какой-то узел (блок)
• периодически (иногда) что-то происходит

Если у Вас есть свой вопрос по определению дефекта, способу его устранения, либо поиску и замене запчастей, Вы должны создать свою, новую тему в соответствующем разделе.

О прошивках

Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

• Прошивки ТВ (упорядоченные)
• Запросы прошивок для ТВ
• Прошивки для мониторов
• Запросы разных прошивок
• . и другие разделы

По вопросам прошивки Вы должны выбрать раздел для вашего типа аппарата, иначе ответ и сам файл Вы не получите, а тема будет удалена.

Схемы аппаратуры

Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

• Схемы телевизоров (запросы)
• Схемы телевизоров (хранилище)
• Схемы мониторов (запросы)
• Различные схемы (запросы)

Внимательно читайте описание. Перед запросом схемы или прошивки произведите поиск по форуму, возможно она уже есть в архивах. Поиск доступен после создания аккаунта.

Справочники

На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

Marking (маркировка) — обозначение на электронных компонентах

Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

Package (корпус) — вид корпуса электронного компонента

При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

• DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
• SOT-89 — пластковый корпус для поверхностного монтажа
• SOT-23 — миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
• TO-220 — тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
• SOP (SOIC, SO) — миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
• TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
• BGA (Ball Grid Array) — корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

Краткие сокращения

При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

Сокращение	Краткое описание
LED	Light Emitting Diode — Светодиод (Светоизлучающий диод)
MOSFET	Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor — Полевой транзистор с МОП структурой затвора
EEPROM	Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory — Электрически стираемая память
eMMC	embedded Multimedia Memory Card — Встроенная мультимедийная карта памяти
LCD	Liquid Crystal Display — Жидкокристаллический дисплей (экран)
SCL	Serial Clock — Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
SDA	Serial Data — Шина интерфейса I2C для обмена данными
ICSP	In-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
IIC, I2C	Inter-Integrated Circuit — Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
PCB	Printed Circuit Board — Печатная плата
PWM	Pulse Width Modulation — Широтно-импульсная модуляция
SPI	Serial Peripheral Interface Protocol — Протокол последовательного периферийного интерфейса
USB	Universal Serial Bus — Универсальная последовательная шина
DMA	Direct Memory Access — Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
AC	Alternating Current — Переменный ток
DC	Direct Current — Постоянный ток
FM	Frequency Modulation — Частотная модуляция (ЧМ)
AFC	Automatic Frequency Control — Автоматическое управление частотой

Частые вопросы

После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

Кто отвечает в форуме на вопросы ?

Ответ в тему Современный процессор на лампах ! Каким размером он будет ? как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

Как найти нужную информацию по форуму ?

Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

По каким еще маркам можно спросить ?

По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам — LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям — схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.

Полезные ссылки

Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

Источник

Читайте также:  Курительная трубка своими руками материалы