Не совсем понятно, что именно интересует, и какого рода эмулятор пишется, но вот по дальнему родственнику Z80 - i8080 была попытка понять что делает ЦП внутри себя, возможно это как то поможет.
Если нет возможности посмотреть осциллограммы реального Z80, то можно весьма близко к реальности посмотреть на поведение z80 в протеусе, хотя там этого 'неопределенного состояния' нет, но время выполнения каждой команды совпадает и управляющие сигналы выставляются привязано к тактам CLK.
Можно взять простейшую схему включения из этого топика. Актуальная версия x80.dll - v12. Ее можно найти в этой теме.