|
| |
|
Слаботочка Книги Вход Выход Решим Рис. 10.8. Схема оптического дискового накопителя: / - лазер; 2 - модулятор; 3 -детектор; - коллимнрующая оптическая система; 5 - датчик фокуса; 6 - фокусирующая линза и преобразовате.пь; 7 - следяи;ее зерка.по, 8-опти-ческиГг диск; 9 - сервомеханизм слезкения за фокусом; 10 - каретка перемещения головки; - сервомеханизм слежения за дорожкой: 12 - э.пектродвигатель; 13 тахометр; 14-сер-ворегулятор скорости вращения; /5 - обработка сигнала записи; /5 -обработка считанного CHiiiajia; 17 - yiipaB.ncnne режимом шумов. Однако записывающее устройство становится более громоздким, кроме того, в схему приходится вводить электрооптический модулятор с устройством управления. Качественные характеристики ОДН определяются также оптическими узлами и блоками, электромеханическими устройствами, электронными блоками управления и обработки сигналов. В оптической системе (рис. 10.9) высокоапертурный микрообъектив кол-лимирует большую часть лазерной мощности; цилиндрические линзы по-разному расширяют луч в боковом и вертикальном направлениях и тем самым выравнивают пространственную асимметрию, присущую лучу полупроводникового лазера; поляризационный светоделитель разделяет (в пропорции 10:1) лучи записи и считывания; следящее зеркало и микрообъектив фокусируют лазерный луч в нужной точке поверхности диска. Имеются и более сложные оптические системы, содержащие, например, устройство для распараллеливания лазерного потока (при использовании мощных аргоновых лазеров) с целью одновременной записи информации по нескольким дорожкам или включающие дополнительные оптические подсистемы слежения за дорожкой, контрольного считывания в процессе записи и т. п. Электромеханические устройства осуществляют такие функции, как вращение диска, перемещение в радиальном направлении каретки с головкой записи - считывания, корректировку полол<ения фокуса луча на поверхности диска и др. Сервомеханизмы должны обладать высокой точностью позиционирования; именно характеристики оптической системы и сервомеханизмов в большей степе- Вход   Выход Рис. 10.9. Оптическая система ЗУ с инжекционным лазером: / - лазер; 2 - микрообъектиЕы; 3 - цилиндрическая линза; 4 - поляри ациониый светоделитель; 5 - четвертьволновая пластина; 6 - сферическая линза; 7 - фотопрнемник; в -оптический диск; 9 - следящее зеркало; (----электрический сигнал;---оптический сигнал) НИ, чем оптоэлектронные приборы, ограничивают во,зможности оптических дисковых накопителей. Используемые оптические диски имеют диаметр от 130 до 300 мм, причем накопительное устройство может включать до нескольких десятков дисков. Характерный размер метки около 1 мкм, расстояние между дорожками не превышает 2 мкм; таким образом, емкость одного диска достигает 2... 4 Гбайт, а емкость накопителя (размером в одну стандартную стойку) - до 50... 100 Гбайт. Типичные скорости записи и считывания (2 ...5) •10 бит/с (при распараллеливании до 10 бит/с), время доступа в пределах одного диска может быть менее 100 мс. Оптические ЗУ параллельного типа или ЗУ с постраничной записью и считыванием основываются на использовании голографии ; типичная схема такого устройства представлена на рис. 10.10. Во время цикла записи луч лазера с помощью светоделителя (полупрозрачное зеркало) расщепляется на сигнальный и опорный. Сигнальный луч направляется на оптический транспарант, содержащий страницу информации, - это может быть либо один из видов управляемых транспарантов (см. § 10.2), либо фотопластинка (т. е. оптический транспарант без управления). Пройдя транспарант ,и корректирующую оптическую систему, сигнальный писью. Возможна и не голографическая запись страниц (оптических транспаран-но при этом фактически имеют дело с распараллеленной побитовой за-  Рис. 10.10. Схема голографического ЗУ: 7 -лазер; 2 -затвор /; 3 -дефлектор; 4 - устройство управле.чия; 5 - расщепитель; 6-затвор 2; 7, 8 -зеркала; 5 - транспарант; /О - фотопластинка; /7 - фотоприемник луч попадает на поверхность запоминающей среды. В ту же точку приходит и опорный луч - образуется микроголограмма. Синхронное переключение дефлектора и транспаранта позволяет последовательно заполнить всю поверхность носителя страницами информации. При считывании дефлектор настраивается на определенное положение опорной волны и таким образом выбирается нужная страница. Сигнальный луч при этом перекрывается затвором. Выбранный массив данных отображается на матрицу фотоприемников, с которой по обычным электронным цепям передается на выход устройства. Углы падения сигнального и опорного лучей на носитель подбираются так, чтобы считывание любой микроголограммы осуществлялось одной и той же фотоприемной матрицей. В описанном процессе транспарант и матричный фотоприемник выступают в качестве промежуточных, временных носителей информации одной записываемой (считываемой) страницы; к этим элементам предъявляются высокие требования по разрешающей способности, контрастности (отношению сигнал-шум), скорости срабатывания. Если, например, записываются стандартные страницы текста (непосредственно без предварительного цифрового кодирования), то для хорошего воспроизведения на занимаемое одной буквой поле должно приходиться 10X7 элементов разложения. Для абсолютной разборчивости чтения это число возрастает до 20X15, т. е. до 10 элементов разлон<ения на всю страницу. Отношение сигнал-шум должно быть не хуже 35 дБ - лишь тогда после восстановления голограммы текст хорошо читается. Предельная механическая скорость смены записываемых страниц 0,3... 0,5 с, поэтому транспарант и фотоприемник должны иметь времена срабатывания, на порядок меньше чем 30 ... 50 мс. К числу элементов, наиболее подходящих для использования в голографических ЗУ, относятся гелий-неоновые лазеры, электрооптические модуляторы, акустооптические дефлекторы, управляемые транспаранты (лучшие Фототитус и ПРОМ с ЖК), фотодиодные матрицы с МДП-ключами (или ФПЗС), 12-SS 329. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 [108] 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 |