磁帶數據存儲器制作過程記錄

• 前期準備20200805
• • 同類產品
  • 磁帶硬件
  • 電路硬件及控制芯片
• 制作20200819
• 電路圖補充20210805
• 下階段任務計劃
• • 未完待續------

有交好的基佬說磁帶 容量還算大，保存時間長，成本低，一個數據磁帶能保存幾百TB的數據（來源于網絡文章，比如 磁帶不但沒有死，它可能還是數據儲存的未來），于是想著弄個磁帶為介質的存儲器。行吧，試試。不定期更新，看心情。

前期準備20200805

同類產品

當然啦，磁帶出來這么多年了，這東西已經是有商業產品的了。淘寶上有惠普數據磁帶機，不過畢竟太貴了還不開源，自己想倒騰肯定不行的。

磁帶剛出的時候也有當時的家用數據磁帶機，比如【8-Bit Guy】古董電腦的磁帶驅動器是如何運作的？

磁帶硬件

畢竟剛開始弄，想著只是隨便試試，那先拿手邊的材料湊合使用。磁帶機械先用家里常用的放音頻的磁帶機，磁帶就用英語磁帶。

手里的磁帶機只有放音功能，想要錄音可能還得要個消磁用的磁鐵和錄音電路。有預感以后要換個直接有錄音功能的機器，畢竟機械不好弄。現階段打算直接用磁頭消磁之后再錄音。

電路硬件及控制芯片

錄音電路暫時用個運放放大后直接給磁頭。手頭有AD8052，先用著。

信號源的話，打算用FSK，也就是錄兩個頻率，一個頻率代表1，另一個代表0，由此錄入數字信號。波形是正弦波，頻率先定為48KHz。
目前有兩個方案，一是用555之類的時基芯片產生正弦波，然后去更改輸出的頻率，再放大；二是用單片機輸出PWM后進行積分和二階低通后得到正弦波，再放大(電賽做魔怔了…)。

方案一的好處是波形穩定，但是可能難提高頻率切換速度。方案二好處是容易切換頻率，但是可能輸出的正弦波幅值不穩定。

放音電路先用著磁帶機里自帶的放大吧。
接收電路有三個方案，一是用比較器弄成方波后，PWM輸入捕獲得到波形的周期，進而判斷是0或者1信號；二是ADC得到波形后分析周期；三是用超外差原理，用一個本振頻率和信號給到混頻器，得到一個中頻信號。

方案一好處是簡單，但是信號幅值不穩定的情況下，比較器容易沒輸出。方案二好處是電路簡單，但是軟件難弄。方案三不太會，對硬件要求有點高，而且磁帶機讀取速度可能不太穩定，如果超外差選頻太窄了可能影響頻率波動稍大時的接收效果，不過它的窄頻段也可能是以后需要的。

錄音和放音的磁頭切換交給一個單刀雙擲的繼電器。

控制芯片就先用熟悉的STM32F1，外設還算豐富，72M的主頻對于處理48K的錄制音頻來說還是足夠的。

制作20200819

錄音電路： AD8052組的11倍比例同相放大，+5V供電，輸入是3.3V串聯10K電阻作為駐極體話筒供電。
輸入用電容隔直流，且同相輸入端弄好偏置（我用10K下拉電阻將同相輸入端拉到地后，輸出剛好有2.5V直流，我就懶得理了，畢竟我手邊也沒示波器）；
輸出串聯電容將脈動直流轉成交流電后給磁頭即可。

注意，磁頭用的是交流電，實測幅值5V左右的交流信號的錄音音量和磁帶原來的錄音音量差不多。

既然磁頭是用交流電，那后面打算用H橋輸出給磁頭了，方便數字信號進行控制。或者先用電機驅動模塊試試，畢竟自己做H橋比較麻煩，不過48K的頻率下可能電機驅動會很燙吧。

電路圖補充20210805

音頻信號用NE5532運放就能很好的處理了。運放的20mA最大輸出電流也夠磁頭用了。主要是隔直通交的電容建議用大容量一點的，畢竟音頻包括了百赫茲的低頻，常用的0.1uF用來輸入還是可以的，但是輸出為了足夠的輸出功率就需要加大些容量了。
同相端為了將輸出電壓上抬，加入了個500Ω/10500Ω5V=0.238V的直流電壓，這電壓將反相端看作正常的10V/V放大倍數的反相放大電路，那么同相端的直流電壓將在輸出端輸出0.23810=2.38V電壓。那么輸出的正弦波就是以2.38V為基準的正弦波，這避免了單電源沒有負電壓輸出的問題。

H橋輸出可以用電機驅動模塊即可，TB6612或者TC118，L298N之類的都行，反正需要的驅動電流不大。磁頭電壓不要太高，建議5V，太高可能燒（要是燒了記得博客里回復我hhhh，有點好奇50%占空比的PWM多高電壓會燒）。H橋主要是用來記錄數字信號的，可以精準控制周期數。就不處理成正弦了，畢竟經過磁頭這個感性元件后應該會變成類正弦的。

下階段任務計劃

能存儲數字信號。
通過USB與電腦交換數據，真正實現存儲功能。

未完待續------

其他想實現的功能：
將磁帶中的音頻讀取成音頻文件，傳給電腦。
增大存儲容量。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的磁带数据存储器制作过程记录的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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