Снял контрольный диск на разных скоростях, где записаны только сигнатуры разных периодов.
Независимо от скорости, значительная часть дорожек и сигнатур прочиталось, но с некоторым мусором.
На 5088 мусора не было.

Но когда снял ещё три контрольных диска с обычной записью в формате GCR, они, в общем-то, все раскодировались успешно. Ошибок несколько больше, чем на 5088, но всё таки существенно меньше, чем
с 5311. Причем я снимал как со скоростью 300, так и 360 rpm: так вот на 360 некоторые стороны прочитались
лучше, чем 300. Примерно так: на 360 rpm - 1-4 сбойных сектора на сторону, на 300 rpm - 10-15.

Resume:
1) Вероятно, существенное влияние оказывает пишущий привод. Возможно, дело в его качестве (потёртая голова, кривой шпиндель, косо стоящая голова, другие дефекты), но, возможно, дело и в его индивидуальных особенностях (например, голова даёт чуть больший или чуть меньший магнитный поток при записи, но мы работаем на краю возможностей и даже разброс, лежащий в допустимых границах, влияет на результат).

2) мс5311 читают 140ки заметно хуже, чем Panasonic (которым читал shattered) и Mitsumi. Это не дефект 5311, а именно особенность его схемы. Таким образом можно предполагать, что от типа дисковода может сильно зависеть качество чтения. Для 5311 можно рекомендовать увеличение резистора R7 до 1 ком или даже до 10 ком, но это - экспериментальная работа.

3) Можно без больших проблем снять сразу обе стороны 140ки за один проход, но на стороне B потеряются 0-3 треки. Можно попробовать переворачивать диск и снимать в два прохода, но сперва следует убедиться, что дисковод не закроет канал чтения без индексных меток.

4) Если есть возможность переключить дисковод в режим 360 RPM - это следует сделать. Если есть свободное время - лучше проверить как 300, так и 360 RPM на нескольких дисках.

5) В любом случае, мост + оригинальная 140ка при прочих равных снимут диск правильно с бОльшей вероятностью.

6) a8rawconv: ей можно пользоваться, но нужно внимательно следить за большим количеством сообщений об ошибках, и внимательно читать доки. В идеале сообщений об ошибках быть не должно. Причем есть некоторая вилка, связанная с вопросом о том, в какой формат снимать-конвертировать ?
  a) Можно снять в DSK, но в этом случае потеряется служебная информация. Если диск защищён от копирования - это будет плохо.
  b) Можно снять в NIB, но в этом случае a2raw не анализирует поток и не будет стараться подобрать наиболее удачные копии секторов, если дорожка снималась несколько раз.
Поэтому, вероятно, лучше снимать сперва в SCP -формат, а потом уже раскодировать образы в DSK. Если будут вопросы к служебке, всегда можно раскодировать SCP в NIB, уже не обращаясь к исходной дискете.

В книжке пишут, что этот защитный интервал нужен просто для коротких импульсов. Откуда они берутся - не говорится. Мне кажется, что речь тут о помехах, возможно, о шуме. Возможно, это защита от шума компаратора, когда сигнал меняется вблизи нуля, чтобы не возникло какого-то мелкого всплеска, достаточного для генерации импульса на выходе флопа.

Возможно (тоже не факт, что правильно), что дело тут вот в чём: когда происходит переход производной через ноль ? Когда проходит вершинка сигнала (ну то есть есть реальный импульс во время записи) и когда ноль слишком затянут и сигнал становится полочкой - вот то, что ты обводил на моих картинках.
Возможно, что эта "полочка" более короткая и слабая и защита сводится к тому, чтобы защититься от неё тем, что просто не синтезировать импульс, если смена знака быстро сработала обратно.

-=-

Контур, как мне кажется, настроен на 250 кгц - именно на 4 мкс переходах чётко видна красивая синусоида на выходе дифкаскада, как только идут импульсы 8 или 12  - так и начинаются танцы.
(Я записал специальную дискету, у которой группы по 4 дорожки заполнены сигнатурами: 1, 10, 100, 110100 - одна сигнатура на трек. Их хорошо видно в реальном времени, когда что нибудь подправляешь)

-=-

Я сегодня проверил по плате и подправил рисунок официальной схемы, всё стало как-то логичнее.

1) Схемы 5311, 5088 и mc3470, по сути, соверешенно одинаковы. Разница только в том, какая часть транзисторов
запихнута в микросхемы, а какая выполнена дискретно.

Структура такая: на входе УПТ (предназначенный для усиления видеосигнала). Затем два кондёра, резисторы и контур из двух C двух L - всё вместе фильтр НЧ.
Возможно, контур где-то имеет резонанс, но, похоже, вдалеке от рабочих частот. Я не заметил изменений полезного сигнала после его прохождения.

Затем дифкаскад с расстроенным контуром и с его выхода компаратор. Если контур отключить,
дифкаскад пропускает сигнал без усиления. С контуром задирает усиление в полосе частот контура.

После компаратора стоят два таймера - защитный и формирующий выходной импульс.

2) Попробовал увеличить резистор контура до 1.2 ком (было 100+220 ом). 12 мкс интервал стал проходить заметно лучше. Выяснилась любопытное:
  a) Без этого мода всё таки можно прочитать последние 2-3 дорожки 140ки. После мода сторона A читается
     чётко после примерно половины пространства (т.е. где-то после 16й дорожки по версии 140ки).
  b) Почему-то без проблем читается сторона B (т.е. без переворачивания дискеты) с модом. Возможно, она писалась другим дисководом (альпинсом ?). Замечу, что обе стороны трех контрольных дискет полностью без проблем читаются двумя имеющимися 5088.
  c) Заметен эксцентриситет диска. Не знаю почему. Возможно, 140ка делается менее точной, но это компенсируется шириной дорожки. Не уверен. Возможно, имеет смысл анализировать нечётные цилиндры на этот случай, но пока не пробовал. Однако видно, что на нечётных цилиндрах 840ки амплитуда сигнала много ниже, чем на чётных. Т.е. похоже, что на чётных цилиндрах центры голов 140 совпадают с 840.
  d) Epic fail: кто нибудь обращал внимание на конструкцию головы 5311 и ему подобных ? Знаете, что у них дорожки одной стороны не совпадают со второй стороной ? :) Я не знал. Суть в том, что нулевая сторона 840 и 140 совпадают по трекам (то есть если 840ка позиционируется на нулевой цилиндр, то под ней будет нулевой трек и 140ки тоже). Но первая сторона 840ки, при позиционировании на нулевой цилиндр, попадает аж на 4-й трек 140ки. Т.е. просто физически невозможно дотянутся до 0-3 дорожек второй стороны. При перевороте дискеты в 840ке не будут идти индексные импульсы и, вероятно, на умных флопах заблокируется канал чтения.

3) Насчёт утилиты a8rawconv:
  a) Вроде как она может напрямую работать с картой SCP. У меня не получилось. Она правильно опознает COM-порт, но почему-то не может его открыть (WindowsXP). Родной софт SCP при этом работает нормально.
  b) Я так и не понял, как объяснить a8rawconv, что образ scp снят по 80 цилиндрам, а нужны только 35. Есть ключ -tpi, но он никак не влияет. Я пробовал делать и DSK и NIB - что -tpi48 , что -tpi96 - одинаковый результат - 2я дорога попадает на место 4й и т.д.

Мне кажется, что, по итогу, необходимость подгонять флопик под интервал 12 мкс (причем сперва ещё и разбираться в его схеме, чтобы найти метод подгонки) и невозможность дотянуться до 0-3 треков по второй стороне значительно обесценивают идею читать 140ки с помощью 840ки. Ну и ширина дорожек тоже будет снижать качество съёма.

Дифференциальный усилитель должен взять от входного сигнала производную. Как это можно сделать на практике?

Например, так: из мгновенного значения u2 входного сигнала в момент времени t2 вычесть мгновенное значение u1 в момент времени t1, после чего разность поделить на t2 - t1. Деление можно заменить умножением на 1/(t2-t1), а уж умножать и вычитать операционные усилители умеют.

Но как одновременно получить мгновенное значение сигнала в данный момент времени и в какой-то момент в прошлом? Нужна линия задержки. Линия задержки - дорогая штука. Для полосы частот, с которой работает дисковод, можно обойтись более простым решением: LC цепью.

Вроде все хорошо - производная вычисляется, и по ее знаку мы определяем моменты смены направления магнитного потока. Но LC цепь - это колебательный контур. После того, как в него попал импульс, в нем возникают колебания.
А компаратор, который стоит на выходе дифференциального усилителя, эти колебания воспринимает как смену направления магнитного потока и выдает ложные срабатывания.

Немножко улучшает ситуацию добавленный в контур резистор - контур делатся плохим (низкодобротным) и колебания затухают быстрее. Но резистором проблему не решить - если он слишком большой, то задержанный сигнал станет слишком слабым.

Решение проблемы состоит в использовании одновибратора на выходе компаратора. Одновибратор выдает защитный импульс, в течение которого триггеру, подключенному к выходу компаратора, запрещено реагировать на входной сигнал.

Контур настроен на частоту 250-300 КГц (резистор снижает частоту), амплитуда колебаний в нем уменьшается по экспоненте. Длительность одного полупериода около 2 мкс, первый полупериод - самый большой по амплитуде. А одновибратор как раз настроен (в норме) на 2 мкс и расколбас сигнала, вызванный наличием колебательного контура, пропускается.

Тут вспоминаем про GCR. Более низкочастотные импульсы дают больший по амплитуде сигнал. Колебания в контуре становятся сильнее и длятся дольше, поэтому даже тех остаточных колебаний, которые есть в контуре спустя 2 мкс, хватает чтобы дернуть компаратор. То есть, защитного интервала не хватает.

Теперь вводим два допустимых нуля. Получаем 16 секторов, новые таблицы GCR-кодирования и интервалы 4 , 8 и 12 мкс. Но чем мешает защитный интервал в 2 мкс и почему его пришлось тянуть до 3 мкс ?

(У альпинса, который у меня сдох, эта же микруха в чтении. Регулятор r28 там есть, а вот r33 нет. Но он отлично работал с агатовскими дисками...)

Мне же надо ставить двойку по истории :) Оказывается, с дисководами Apple довольно известная история: Джобс просил Shugart сделать ему привод за 100 долларов. А руководство Shugart не очень горело этой идеей - у них было 80% рынка 8 дюймовых дисководов и 100% рынка 5 дюймовых. Они не хотели убивать продажи выпуском дешевой пятидюймовки. Да и Apple тогда была рядовой маленькой компанией. В Shugart не очень понимали, зачем им ради нее стараться.

Короче, сошлись они на том, что Shugart продавал Apple голую механику от дисководов SA400. Для удешевления оттуда выкинули еще детектор индексного отверстия и концевой выключатель 0-й дорожки (вот откуда "стук смерти" пошел).

Плату логики Apple делала сама, схема там была не такая как у SA400: https://www.apple.asimov.net/documentat … ematic.pdf
И обратите там внимание на подстроечник R33. Первый вариант DOS использовал кодирование по схеме 5+3 и оно было полностью совместимо с FM (это тот DOS, который с 13 секторами на диск). Когда же Возняк сделал схему кодирования 6+2, то ... полезли проблемы с чтением. И побороли это увеличением защитного интервала в пиковом детекторе. А R33 и позволял подстроить длительность этого защитного интервала. Описано это в книжке "Understanding the Apple II".

железо -- SuperCard Pro + Panasonic JU-475-5 (есть и другие дисководы, но этот основной)
a8rawconv (для перегона в формат .do)

В аттаче примеры что он наснимал.

Обследовал Mitsumi d509v3: та же беда - не читаются интервалы 12 мкс.

Дык, при MFM потоке 250кб/с и не должно быть периода в 12 мкс... Только 4, 6 и 8.

Одним из джамперов же переключается...

Есть ещё NewTronics CO / Mitsumi D509V5, микруха Mitsumi NCL029 515 и
Teac FD-55GFR 579-U, микруха Teac BA6581CK, но эти флопики крутят 360 об/м и настроены на работу с PC.
Не думаю, что с ними будет что-то по другому.

Она имеет подъем на центральной частоте. Центральная частота - это частота, которая получается делением скорости движения ленты или диска на размер рабочего зазора магнитной головки.

В обычных магнитофонах используется левый кусок "холма" (что меня сбивало). В дисководах - правый (что логично: частоты от 0 Гц редки, а уменьшать зазор дорого). Поэтому, чем выше частота, тем меньше сигнал с головки.

В дифференциальном усилителе фильтр создает подъем АЧХ на верхних частотах, чтобы этому противостоять. С низкими же частотами никто не борется, их нет при штатных видах модуляции (FM, MFM).

Но КНГМД Apple и Агат такие частоты создают. И в результате их амплитуда при чтении оказывается выше, чем у нормальных сигналов. На осциллограмме это, кстати, видно: амплитуда "седла" от длинного импульса больше, чем от короткого.

Спрашивается, почему это вообще работало? Мое предположение: что в Apple, что в Агате использовались специально доработанные дисководы, в которых этот подъем НЧ был учтен.

Как понимаю, эта L3 C16 и резистор, который на схеме загадочно обозначен просто R - это слегка расстроенный колебательный контур, который резко поднимает усиление дифкаскада где-то вблизи 250 кгц. В схеме нет информации об индуктивности L3, так что расчитать частоту контура невозможно. По логике вещей, он должен выделять импульсы в диапазоне 4-10 мкс, то есть иметь полосу где-то 100-250 кгц. Резистор, скорее всего, обеспечивает расстройку контура как раз чтобы получить не очень острую полосу выделения.

Чтобы цепануть 12 мкс надо протянуть эту характеристику до ~80кгц - 250 кгц. Я пробовал параллельно с C16 подкидывать кондёры, начал со 100пф (C16  - 620 пф), но это почти никак не повлияло. Дошел до 5600пф. Но почему-то увеличение этого кондёра заметно поднимает амплитуду на x5. Такое впечатление, что контур всё таки настроен на какую-то более высокую частоту (может быть он не выделяет полосу 100-250, а приподнимает усиление в области верхов ?? - корректирует характеристику голов ?), но что тогда срезает 12 мкс ? Я пока в раздумьях.

Можно попытаться на вход усилка подать образцовый сигнал с генератора ... но нет у меня генератора на эту полосу частот :(( Есть от 100 кгц и выше.....

Если увеличивать резистор R, то вроде как потеряем в усилении на верхах... Но может быть уменьшим колебание на низах ?

Фильтр до дифкаскада только подрезает какие-то верхи, низы должен пропускать свободно.