Лекции по "Периферийным устройствам"

Наличие сферической  головки позволяет использовать несколько шрифтов при оформлении одного и того же текста; печатать химические и математические формулы.

В печатно-ударном  способе преобладает регистрация  через промежуточный носитель, который может быть однократного и многократного действия.

Копировальные ленты многократного действия имеют  тканевую основу, пропитанную краской. Основами лент служат хлопчатобумажные или шелковые ткани. Копировальные  ленты выдерживают до 500 прогонов в печатающем устройстве.

Копировальная краска, пропитывающая основу, состоит  из красящего и связующего компонентов  и растворителя.

Отечественной промышленностью выпускаются копировальные  ленты следующих размеров: по ширине – от 11 мм для печатных устройств с последовательным выводом информации до 545 мм при параллельном многоразрядном выводе, по длине – от 8 до 40 м.

Копировальные бумаги, хотя и применяются многократно. Они представляют собой тонкую бумажную основу, на одну сторону которых нанесен слой копировальной краски.

Магнитная копировальная  лента представляет собой полимерную основу с нанесённым на неё красящим слоем, обладающим магнитными свойствами. Магнитную ленту используют при  подготовки документов, считывание  с которых производят магнитным способом. Равномерность толщины магнитного красящего слоя на носителе – важный фактор, определяющий надежность машинного восприятия информации. Повторное использование магнитной копировальной ленты недопустимо из-за уменьшения надёжности машинного восприятия.

Разрешающая способность  магнитной копировальной ленты  зависит от толщены основы и копировального слоя. Чем тоньше основа, тем выше разрешающая способность, но при  этом снижается механическая прочность  плёнки. Минимальная толщина основы ленты составляет 10 мкм.

 

При печатном способе  регистрации непосредственно на носитель отпадает необходимость в  промежуточном носителе.

Принцип работы печатного способа регистрации  представлен на рис. 11. Красящие валики обычно изготовляют из войлока, где запасается большое количество краски.

При магнитно –  трафаретном способе используется печатный барабан, изготовленный из пористого магнитно – твёрдого материала  и заполненный жидкой краской, обладающей магнитными свойствами. Свойства краски и материала, из которого изготовлен магнитный барабан, подобны так, что через поры краски может выйти только на магниченных участках поверхности барабана. Печать с такой формы ведется обычным образом. Изменяя скрытое магнитное изображение, меняют и печатаемое изображение. Затруднение в реализации такого способа заключается в создании  высокостабильной жидкой магнитной краски.

Резцовый  способ регистрации

 

Резцовый способ применяется в технике звукозаписи, измерительной и в технике  акустических измерений. Простейший вариант резцового способа состоит в вырезании дорожки на поверхности однородного носителя. Технология процесса записи заключается в снятии небольшого количества материала острым и твердым регистрирующим элементом, в качестве которого используются резцы из алмазов, абразивов, сапфиров и твёрдой стали. Носителями являются целлулоидные ленты, стеклянные пластинки и  цилиндры и т.д. Такая регистрация применяется в точных механических приборах типа тензографов и вибрографов. Регистрируются колебательные процессы с частотой до 300 Гц.

Резцовый способ применяют в основном для получения  различных контрольных первичных  документов в ответственных измерительных  устройствах, где используется плотная, гладкая бумага, покрытая слоем сажи, воска или парафина толщиной ~ 15 мкм.

Контрастность регистрации достигается контрастностью белой бумаги и сажевым покрытием. При записи бумага смачивается жидким раствором шеллака для закрепления  сажевого покрытия и сохранения полученной регистрации.

Также распространены носители с восковым перфорацией и координатной сеткой.

В последние  годы созданы новые системы с  резцовой записью изображения на видеодисках. Фирмами  “AEG – Telefunken” (ФРГ) и  “Decca – London” (Великобритания) в качестве материала для видеодисков используется поливинилхлоридная плёнка. Процесс резания при записи изображения на видеодиски аналогичен процессам при изготовлении грампластинок. Отличие состоит в том, что процесс тиражирования видеодисков является высокоскоростным. Один скоростной пресс может изготовить около 10000 дисков/ч  с продолжительностью воспроизведения изображения по 5 мин.

Расстояние  между бороздками для записи равно 7 – 8 мкм, что соответствует 120 – 140 бороздкам  на 1 мм.

При воспроизведении  обычных грамзаписей игла обегает  все изгибы бороздки записи и связанный с иглой электромеханический преобразователь вырабатывает сигнал, соответствующий этим изгибам. Наивысшая частота механических колебаний иглы лежит в пределах 50 – 80 кГц.

Обычный способ воспроизведения грамзаписей не может быть использован для воспроизведения видеодисков: во-первых, игла должна тогда иметь радио острия, равный 1 мкм, что соответствовало бы острию лезвия бритвы и приводило к порче видеодисков, и, во-вторых, необходимый диапазон частот во много раз превосходит максимально достижимые для этого способа частоты.

Возможность воспроизведения  высоких частот обеспечивается заменой  датчика перемещения датчиков давления, а вместо иглы датчик снабжён щупом  специальной формы (рис. 12), который  контактирует с видеодиском на большой  площади и выполнен из износостойкого материала (сапфир, алмаз). Щуп лежит одновременно на нескольких вершинах волн записи и его масса приводит к их эластичной деформации. Благодаря этому различия высоты в бороздке записи преобразуются в различия давления на щуп, которые отвечают записанному сигналу. Форма щупа несимметрична: закруглённая с одной стороны, она имеет острую грань с другой. Плавное закругление на передней стороне щупа позволяет ему, подобно полозу, скользить по вершинам волн записи, не разрушая их. На щуп действует постоянная сила, на которую налагается переменная, соответствующая записанному сигналу. Датчик выделяет из полученной щупом информации о силе только часть, воспринимаемую острой гранью щупа.

 

На рис.13. показана схема видеоснимателя с датчиком давления. Пилообразный щуп из сапфира или алмаза жестко связан с пьезокерамическим преобразователем. Электрический сигнал вырабатывается на охватывающих преобразователь электродах. С помощью эластичного промежуточного слоя все устройство укреплено на жесткой трубке.

 

Видеопроигрыватель (рис.14) конструктивно похож на обычный  проигрыватель, но отличается от него двумя важными способностями.

1. Датчик следует за бороздками записи не свободно, а с помощью специальной подачи; на каждый оборот видеодиска датчик смещается на 8 мкм вдоль её радиуса; для этого применяется гибкая передача тросиком.

Видеопроигрыватель  не имеет вращающейся опоры для  видеодиска, который получает вращение от центрального стержня (со скоростью 1500 об/мин) и парит над неподвижным  столом благодаря разделяющей тонкой воздушной подушке (зазор не более 50 мкм). За один оборот видеодиска передается один кадр изображения (25 кадр/с).

Благодаря огромной информационной плотности видеодисков  новая перспектива открывается  в технике передачи информации. Пакет видеодисков толщиной всего 5 мм позволяет воспроизводить движущееся  изображение в течение  2 ч.

Перфорационный  способ регистрации

 

При перфорационном способе в носителе пробивают  отверстия различных форм, пропуская  его между пуансоном (иглой) и  неподвижной матрицей.

Перфорационный  способ регистрации предназначен  для подготовки данных, вводимых  в ЭВМ, для вывода информации из ЭВМ, для многочисленных цифровых измерительных  приборов.

Перемещение пуансона осуществляется  от механического, электромеханического и электромагнитного приводов. Процесс регистрации перфоратором называется  п е р ф о р и р о в а н и е м , а носитель информации – п е р ф о н о с и т е л е м.

Кроме перфорирования пуансоном и матрицей отверстия  в носителе можно прожигать искрами, возникающими между двумя электродами и с помощью луча лазера.

В качестве носителя используется бумага – ленточный  носитель или перфолента и тонкий картон – перфорационная бумага или  перфокарта.

В вычислительной технике используют пяти-, шести-, семи- или восьмидорожечную перфоленту. Наиболее распространена пятидорожечная перфолента, так как она применяется для передачи данных по линиям связи со стандартным телеграфным оборудованием. Для перфоленты обычно используют высококачественную бумагу толщиной 0,1 – 0,15 мм, изготовленную из сульфитной целлюлозы и пропитанную 12 % -ным раствором минерального масла.

Данные на перфокартах  либо пробиваются на ручных перфораторах непосредственно с исходных документах, либо перфорируются автоматически  при выводе итоговых данных с ЭВМ. Перфокарты изготавляют из специальной  бумаги толщиной 0,18 мм, они бывают 80 и 45-колонные. В 45-колонной – в каждой колонке 12 позиций. В такой перфокарте пробиваются информационные отверстия круглой формы диаметром 3,2 мм. В 80-колонной – в каждой колонке 12 позиций. В этой перфокарте пробиваются отверстия прямоугольной формы.

Основным механизмом перфоратора является механизм перфорации или пробивки, который должен обеспечивать пробивку стандартных отверстий с ровными краями контура с минимальным количеством бумажного ворса. С увеличением наработанных циклов форма перфорационных отверстий меняется, а чистота контура ухудшается. Из всех узлов перфоратора наиболее подвижен износу механизм перфорации.

Особенностью  работы перфорационного механизма  является то, что нагрузка в нем  носит импульсивный характер, весьма напоминающий механический удар.

При перфорировании носителей требуются значительные усилия. Так, при перфорировании игольчатым пуансоном  требуется усилие лишь в 100 г, а при пробивке отверстий  в перфокартах – в 2000 г. Регистрирующий орган перфорации – пуансон изготовляют  из качественных марок стали с дополнительной закалкой, с твердостью – 54 – 56  R_c .

Более эффективным  может быть применение металлокерамических  титанокобальтовых и вольфрамокобальтовых сплавов, твердость которых очень  высока, порядка 75 – 85 R_c . Скорость перфорирования носителя достигает 150 – 300 строк/с.

На рис.15 показана принципиальная схема устройства записи одного из наиболее быстродействующих  перфоленточных устройств шведской фирмы «Facit». Привод на пуансон 4 осуществляется от вала эксцентриком 2. Лента 1 проходит через устройство записи между пуансоном 4 и матрицей 3. Когда боек 5 выведен из толкателя 6, последний, опускаясь, не касается пуансона, и лента не перфорируется. Если в верхнем положении толкателя через обмотку электромагнита 7 пропустить электрический ток, то нижний конец бойка втянется в тело толкателя и при его последующем движении вниз ударит по пуансону, который пробьёт отверстие в неподвижной в это время ленте.

Достоинством  перфорационного способа регистрации  является получение четких и долговечных документов без применения красящих веществ и сложных регистрирующих устройств.

Немеханические  средства знаковой регистрации информации

 

Немеханические  способы регистрации информации объединяют большую группу средств  регистрации, в которых общим  является то, что для получения отпечатка на носителе не требуется перемещение регистрирующих элементов. Как следует из классификации средств воспроизведения информации (см. рис. 1.1), немеханические средства регистрации разделены на две подгруппы. В первом – регистрация отпечатка производится изменением состава вещества носителя, путём изменения энергетического состояния вещества носителя или химической реакцией, происходящей между частями вещества носителей. К ним относятся: электрохимические, электроискровые, фотографические, диазографические и термопластические.

Во второй –  при регистрации используются разные способы нанесения красящего  вещества на носитель, но в отличие  от механических способов с помощью  воздействия электрических и  магнитных полей.

К ним относятся: феррографические, термографические, электростатические и электрофотографические.

Немеханические  средства и способы регистрации  будем рассматривать в соответствии с принятой классификацией (см. рис. 1.1).

Электрохимический способ регистрации

 

Впервые этот способ был использован для передачи сигналов на расстояние свыше 100 лет назад. В настоящее время электрохимический способ широко используется для записи изображений в приёмных устройствах фототелеграфной аппаратуры.

Современные фототелеграфные  аппараты обладают высокими техническими и эксплуатационными характеристиками: высоким быстродействием, хорошим качеством изображения, простой и надёжностью в эксплуатации.