Zdroj pro PMD 85...

Zdroj poslouží zároveň jako podstavec pod monitor

INTEL 8080 vyžaduje tři napájecí napětí –5 V,  +5 V a +12 V. Navíc vyžaduje přesné pořadí zapnutí  i vypnutí napájecích napětí. V PMD 85 máme mikroprocesor MHB8080A, coby nelicencovanou kopii 8080.

Příručka [PMI 80] to zmiňuje explicitně, protože má k napájení jen volně visící kabely

Proč tři napájecí napětí

Asi se ptáte, k čemu potřebuje procesor –5 V, když v něm nejsou žádné operační zesilovače. Říká se tomu  [substrate biasing] něco jako předpětí pro substrát, pro křemíkovou desku na které jsou tranzistory procesoru. Má to tři výhody. 

– Sníží to parazitní kapacity kolem tranzistorů, takže procesor může běžet rychleji. 

– Stabilizuje to prahová napětí potřebná k sepnutí tranzistorů, což vede ke spolehlivějšímu běhu.

–  Předpětí substrátu omezí svodové proudy tekoucí vypnutými tranzistory, díky tomu se čip méně hřeje.

Novější Zilog Z80, taková vylepšená verze 8080 od stejných autorů už má v sobě [nábojovou pumpu] a záporné napětí si generuje sám.

Odpověď na druhý dotaz – k čemu je procesoru nápájecí napětí +12 V je mnohem jednodušší. 

– Je to pull-up napětí pro výstupní tranzistory, přes vnitřní pull-up rezistory. Souvisí to také se schopností budit sběrnici a rychle řídit připojené komponenty.

– Interní výstupní logika 8080 pracuje s tranzistory, které pro plné a rychlé sepnutí potřebují vyšší napětí než standardních +5 V. Tranzistory 8080 jsou vyrobené technologií NMOS tj. má jen jeden tranzistor N-kanálový MOS. (Novější CMOS má vždy pár tranzistorů, pro logickou 0 a pro logickou 1.) Pokud má NMOS jenom jeden trazistor a chceme postavit třeba invertor, tak potřebujeme jeden tranzistor jako spínač do logické 0 (pull-down) a druhý tranzistor trvale zapnutý místo rezistoru jako zátěž (pull-up). Na čipu je mnohem snazší a levnější vyrobit další tranzistor než přesný rezistor. Už v tomto příkladu je vidět možný problém, kdy pro logickou 1 potřebujeme, aby pull-up tranzistor vytáhnul výstup k napájecímu napětí; jenže NMOS není dokonalý vodič, vznikne nám úbytek v podobě prahového napětí a klidně při 5V logice by nám zbyly třeba jenom 3 V. Řešení bylo použít interní logiku s horním napájecím napětím +12 V, logickou 1 pak máme někde kolem 10 V a to je hodně robustní a šumu odolná logické jednička. Pak už zbývá jen připojit výstupní buffer, který v případě naší interní 10 V logické 1 připojí na výstup čisté napájení +5 V abychom byli TTL kompatibilní s běžnou 5 V logikou.

Proč záleží na pořadí připojení napájení

Pořadí zapnutí je –5 V, + 5 V, +12 V. Vyžadovaná je ochrana, aby v případě výpadku –5 V bylo ihned odpojeno +12 V. Možný problém spočítá v tom, že –5 V se odčítá od +5 V a v místě, kam vede +12 V pak je opravdu přesně +12 V. Pokud by záporné napětí vypadlo, sečtou se nám obě kladná napětí a čipu to opravdu neudělá dobře.

Pořadí vypnutí je opačné.

Asi tak nějak...

Požadavky na zdroj PMD 85

Web [schotek.cz] poskytne potřebné informace a zapojení konektoru na PMD 85.

+5V : zvlnění max. 50 mV, odběr max. 2A

+12V : zvlnění max. 50 mV, odběr max. 1A

-5V (+/- 5) : zvlnění max. 50 mV, odběr max. 0.4A

Požadavky hravě splní zdroj [Mean Well RT-65A]. Teď ještě řídit tři relé pro pořadí sepnutí a vypnutí a máme to. Čtvrté relé, spínající 12 V, ale s cívkou pouze na 9 V připojenou mezi kladnou a zápornou 5 V větev poslouží jako ochrana proti výpadku záporného napájení.

Konektory XT60 jsou spolehlivé řešení (STL [do panelu], [na kabel])

Celý zavřený zdroj nehřeje ani po celodenním provozu.
(Přístrojová pojistka na 1A)