ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ
Проведем сравнение рассмотрен-
ных любительских конструкций со
схемами, применяемыми в промыш-
ленной аппаратуре. В частности, в
персональной ЭВМ "ЭЛЕКТРОНИКА
МС0585" контроллер НГМД выпол-
нен на базе ВГ93, работающей в
паре со специализированным 8-раз-
рядным микропроцессором.
В этом контроллере применя-
ется только метод записи МЧМ (на
ЧМ ресурсы даже и не тратятся!).
Логика работы узла записи "спрята-
на" в матрице КР556РТ4А. Контрол-
лер обеспечивает трехступенчатую
предкомпенсацию выходных сигна-
лов -WRDATA:
- 125 нс для дорожек 0...43;
- 250 нс для дорожек 44...60;
- 375 нс для дорожек 61 ...79.
Длительность сигнала -WRDATA
определяется выходным одновибра-
тором К555АГЗ и имеет величину по-
рядка 240...280 нс, причем передний
фронт сигнала жестко сфазирован.
Трехступенчатая предкомпенса-
ция в любительских контроллерах,
по всей видимости, недостижима,
поскольку не лросматривается прос-
той способ организовать выдачу
сигнала TR60, свидетельствующего
о нахождении магнитной головки за
дорожкой с номером 60.
Абсолютным значениям предком-
пенса-ции, принятым в ЦПУ "ЭЛЕК-
ТРОНИКА МС0585", можно доверять
хотя бы потому, что схема прошла
значительную модернизацию по
сравнению с ее первоначальным ва-
риантом [6]. Поэтому для любитель-
ских конструкций оптимальным ви-
дится двухступенчатый расклад: 125
нс предкомпенсации для дорожек
0...43, 250 нс — для остальных доро-
жек, длительность сигнала -WRDATA
— 250...500 нс.
Схемы, изображенные на рис.11а,
11б, 13,15, можно приблизить к опти-
мальным.
Для этого тактовые синхроимпуль-
сы на входы регистров К555ИР16
следует подавать переменной час-
тоты (рис.19): 8 МГц — для дорожек
0...43 (предкомпенсация — 125 нс,
длительность сигнала -WRDATA
— 125 нс); 4 МГц — для остальных
дорожек (предкомпенсация — 250
нс, длительность сигнала -WRDATA
— 250 нс).
При этом в схемах рис. 11а, 11б
сигнал TR43 следует отсоединить
от элементов DD2.1, DD2.2, а на его
место постоянно подавать логичес-
кий "0".
Некоторое неудобство создает
уменьшение на внешних дорожках
длительности сигнала -WRDATA до
125 нс. Как правило, дисководы до-
пускают работу с такими сигналами,
что подтверждается практикой. Но-
минал нагрузочного резистора R1
(рис.9) при этом необходимо умень-
шить до 150 Ом.
Схему, изображенную на рис. 16,
можно доработать аналогичным об-
разом (рис.20).
Длительность выходного сигнала
-WRDATA, как и прежде, составля-
ет 500 нс. Предкомпенсация влево-
вправо для дорожек 0...43 — 125 нс,
для остальных дорожек — 250 нс.
Внимательный читатель, навер-
ное, обратил внимание на то, что в
схеме рис. 20 имеется еще одно нов-
шество — вход D3 мультиплексора
К555КП12 подключен не к выводу Q2
регистра К155ИР1, а к выводу Q3.
Казалось бы, какая разница?
Для ответа на этот вопрос снача-
ла нужно разобраться, зачем вообще
(Окончание. Начало в NN10-12/98)
используется вход D3 мультиплексо-
ра? Получается, что схема ориенти-
руется на случай, когда SR=SL=1.
Такая комбинация сигналов пред-
ставляется нелогичной — нельзя же
одновременно вводить и отставание,
и опережение (табл.2).
Однако существуют моменты
времени, когда .состояние SR=SL=1
возможно. Чтобы в этом убедиться,
достаточно подключить входы логи-
ческого элемента 2И-НЕ (К555ЛАЗ)
к выводам 17, 18 ВГ93 и посмотреть
логическим пробником сигнал на его
выходе. Пробник будет постоянно
"подмаргивать" в режиме записи ин-
формации на дисковод.
Согласно техническим данным на
ВГ93 [8], сигналы SR и SL должны
иметь привязку к WD, как показано
на рис. 21.
Нетрудно заметить, что в момен-
ты смены состояний SR и SL на пе-
реходном этале могут одновременно
наблюдаться их единичные уровни.
Более тонкие эксперименты по-
казывают, что промежуток времени,
когда SR=SL=1, имеет продолжи-
тельность около 500 нс и совпадает
по времени с зоной, обозначенной
на рис.17 буквой "А". Это означает,
что иногда сигнал -WRDATA на ос-
циллограмме для случая SR=1, SL=0
будет иметь укороченную до 250 нс
длительность.
Чтобы этого не происходило, сле-
довало бы в схеме рис. 16 отсоеди-
нить вывод 3 микросхемы DD3 от
вывода 12 микросхемы DD2 и присо-
единить его к выводу 10 микросхемы
DO2. С такой доработкой функци-
онирование схемы станет чуть бо-
лее корректным. При одной и той же
длительности сигнала -WRDATA, его
прохождение по кабельному тракту
сопровождается одними и теми же
амплитудно-фазовыми искажения-
ми.
Аналогичный принцип положен
в основу схемного решения, приве-
денного на рис.20.
Для разновидностей узлов запи-
си, выполненных без мультиплек-
сора, данный нюанс учитывать не
надо, поскольку ввод информации
в регистр К555ИР16 производится
во время действия сигнала WD. При
этом комбинация сигналов SR=SL=1
физически невозможна.
ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Длительность сигнала -
WRDATA не имеет решающего зна-
чения и может варьироваться в
пределах 250...500 нс. Желательно,
чтобы ее величина не менялась при
разных сочетаниях сигналов SR, SL,
TR43.
2. Передний фронт сигнал -
WRDATA должен быть жестко синх-
ронизирован тактовыми импульсами
внутреннего кварцевого генератора
контроллера НГМД.
3. В качестве сигнала -WRDATA,
допускается использовать проинвер-
тированный сигнал WD микросхемы
ВГ93, т.к. он имеет "привязку к так-
товым импульсам CLK. Внутреннее
формирование сигнала WD происхо-
дит примерно по следующей схеме
(рис. 22).
Длительность еди-
ничного уровня сигна-
ла WD соответствует
длительности нулево-
го уровня сигнала CLK
что подтверждают экс-
перименты с подачей
на вход CLK импульсов
разной скважности.
Широкий допуск на
длительность сигнала
WD (300...500 нс) при-
водится в справочных
данных с некоторым запасом. Для
тактовой частоты CLK 1 МГц дли-
тельность WD составляет величину,
близкую к 500 нс.
4. В идеальном случае вели-
чина предкомпенсации должна дис-
кретно увеличиваться маленькими
"шажками" от нулевой дорожки и
далее. На практике ограничи ваются
кусочно-линейной аппроксимацией с
одной двумя или тремя ступенями.
Оптимальной для дисководов
5,25 дюйма емкостью 800 Кб можно
считать двухступенчатую предком-
пенсацию: 125 нс — для дорожек
0...43 и 250 нс — для остальных до-
рожек.
5. Одноступенчатые схемы
предкомпенсации (рис.15, 16, 18)
более просты в исполнении. Они
позволяют устранить нечеткое чте-
ние информации в области дорожек
40...43.
6. Следует учитывать, что не-
которые типы дисководов имеют
встроенный режим автоматического
уменьшения тока записи на дорож-
ках со старшими номерами. Имеется
в виду внутренняя предкомпенсация
без использования входа LCT.
Теоретически, чем меньше ток за-
писи, тем меньше намагниченность
"отпечатка", а значит, меньше амп-
литуда выходного сигнала и меньше
"сдвиг пиков". Следует отметить, что
в дисководе ЕС5321.01 ток записи
автоматически уменьшается начи-
ная с 64-й дорожки, в дисководе FD-
55 (ТЕАС) — с 44-й дорожки, в дис-
ководах МС5305...МС5313 данная
функция вообще не предусмотрена.
Таким образом, фазовая коррекция
в контроллере НГМД может накла-
дываться на внутреннюю фазовую
коррекцию в дисководе. Результат
непредсказуем. Теперь становится
понятной важность подбора опти-
мальной величины предкомпенсации
для каждого конкретного дисковода.
7. Обобщенные параметры
рассмотренных схем узлов записи
приведены в табл.3.
8. Все любительские схемы, как
правило, прошли хорошую практи-
Табл. 3
ческую "обкатку" не на одной тысяче
дисководов. Поэтому трудно ставить
под сомнение те или иные техничес-
кие решения, если они удовлетворя-
ют пользователей.
Узнав физическую подоплеку
процессов, происходящих в узле за-
писи, читатель вправе сам выбрать
подходящую схему. Однако не сле-
дует ожидать сразу феноменальных
результатов. Нельзя исключить того,
что при хорошем дисководе, качес-
твенных дискетах и удачно приме-
ненной схеме узла чтения заметного
улучшения работы не будет замет-
но.
Здесь не случайно сделан акцент
на качественное исполнение узла
чтения, поскольку многие отмечают
его решающую роль в работе конт-
роллера, НГМД.
Этот вопрос требует отдельного
освещения.
Литература
1. Радиолюбитель. — 1991, N5;
1992, N11; 1993, NN 2, 4, 6, 12; 1994,
NN2, 4, 11; 1995, NN3,4,7.
2. Радиолюбитель. Ваш ком-
пьютер:—1996, NN5,8, 10; 1997,
NN2,7.
3. Справочник по персональ-
ным ЭВМ/Н.И.Алишев и др. — К.:
Тэхника, 1990.
4. Женжеруха А. Вместо кас-
сеты — дискета. — Моделист-конс-
труктор, 1989, N10, С.26.
5. Седов Е., Матвеев А. Конт-
роллер накопителя на гибких магнит-
ных дисках для "Радио-86РК". — Ра-
дио, 1993, N1, C.13;N2, C.17.
6. Коваленко В. и др. БИС кон-
троллера КР1818ВГ93 для накопите-
ля на гибком диске. — Микропроцес-
сорные средства и системы, 1986,
N3, С.З.
7. Рыжков В.А. и др. Внешние
запоминающие устройства на маг-
нитном носителе. — М.: Энергия,
1978.
8. Микросхема КР1818ВГ93.
Технические условия бК0.348.877-
08ТУ.
9. Накопитель на гибких магнит-
ныхдисках "Электроника МС5305".
Формуляр ЛУКФ.467616.001ФО.
10. Щелкунов Н., Дианов А.
Организация контроллеров ГМД.
— Микропроцессорные средства и
системы, 1990, N4, С.70.
