Регистрация измерительной информации. Лазерная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей

Лазерная запись представляет собой запись информации остросфокусированным лучом лазера, использующая тепловое или световое действие луча. Носители ЛЗ чаще всего имеют форму диска. В процессе записи под действием лазерного луча происходят локальные изменения физического или химического состояния рабочего слоя носителя, влияющие на его отражательную способность. Воспроизведение записи также происходит остросфокусированным лучом лазера и основано на различных эффектах, связанных с отражением излучения лазера рабочим слоем носителя.

Лазер -прибор, обычно используемый как генератор излучения (хотя по определению лазер усиливает свет в результате вынужденного излучения).

Лазерная головка является одним из основных элементов аппаратуры лазерной записи, непосредственно осуществляет запись, воспроизведение и стирание информации остросфокусированным лучом лазера. Конструктивные особенности лазерной головки зависят от ее назначения (для записи или воспроизведения или для выполнения обеих функций), от принципа лазерной записи и выбранного способа управления положением фокального пятна лазера. Во всех случаях лазерная головка содержит лазер, оптическую систему для фокусировки и управления положением фокального пятна лазера, и светоприемники. Последние в записывающей лазерной головке служат для управления положением фокального пятна, а в воспроизводящей лазерной головке также воспринимают отраженное от носителя излучение лазера и преобразуют его в электрический сигнал.

Излучение полупроводникового лазера проходит через поляризационный расщепитель, линзу коллиматора, четвертьволновую пластинку и фокусируется объективом на отражающем слое компакт-диска. Сигнал регистрируется на лазерном диске в виде частотно-модулированной записи или импульсов двоичного кода, т.е. в виде двух состояний носителя, соответствующих 0 и 1. Ячейки памяти, содержащие 0 и 1, располагаются на лазерном диске по спиральным или концентрическим дорожкам. Размер каждой ячейки определяется свойствами носителя записи и диаметром сфокусированного на рабочем слое лазерного пятна и составляет около 1 мкм. Плотность записи достигает 1 Мбит/мм².

Известно большое разнообразие систем и средств лазерной записи, отличающихся характером превращений, происходящих в носителе под действием лазерного луча  возможностью или невозможностью стирания и повторной записи информации на носителе и др. Общими элементами систем лазерной записи являются дисковод, лазерная головка, устройства автофокусировки и автотрекинга, дисковый носитель.

Системы лазерной записи подразделяют на три основные разновидности.

1) системы, в которых запись производит изготовитель лазерного диска на специализированном предприятии, а потребитель получает диск с нестираемой записью и может только воспроизводить ее, т.е. применять лазерный диск как грампластинку. Лазерные диски для таких систем получили наименование ROM (Read Only Memory).

2) системы, в которых потребитель сам может записать информацию на лазерном диске, но только один раз. Воспроизводить запись можно многократно. Лазерные диски для этих систем получили наименование WORM (Write Once Read Many) или DRAW (Direct Read After Write).

3) системы ЛЗ, в которых потребитель может многократно записывать, воспроизводить и стирать информацию на лазерном диске. Применяемые в этих системах лазерные диски называются реверсивными, стираемыми или перезаписываемыми.

1 – компакт-диск; 2 – объектив; 3- четвертьволновая пластинка;

4 – коллимирующая линза; 5 – поляризационный расщепитель;

6 – полупроводниковый лазер (лазерный диод); 7 – призма;

8 – светоприемник; 9 – структура светоприемника

52 Регистрация измерительной информации. Магнитооптические (МО) но­сители информации и измерительные преобразователи, используемые для за­писи и воспроизведения сигналов.

Процесс записи основан на МО эффектах, а запись основана на термомагнитных явлениях. Магнитооптический носитель информации содержит рабочий МО слой, который представляет собой аморфную магнитную пленку, способную терять намагниченность и коэрцитивную силу при нагреве до определенной температуры(~100-200 °) и обеспечивать в процессе воспроизведения достаточно большой магнитооптический эффект.

Способы записи:

1)В процессе записи предварительно намагниченный МО-слой локально размагничивается, нагреваясь от остросфокусированного луча лазера.

2)Запись происходит путем изменения направления предварительной намагниченности МО-слоя на противоположное. Для этого при локальном нагреве и остывании участка, когда его коэрцитивная сила еще мала, на него воздействуют магнитным полем обратного направления по отношению к полю предварительного намагничивания.(чаще всего используют)

3) запись на предварительно ненамагниченный МО-слой или на МО-слой со старой записью при одновременном ее стирании.

Эффект Керра (чаще используется) - Если луч поляризованного света направить на отражающую намагниченную поверхность, то плоскость поляризации отраженного луча изменяется в зависимости от направления и значения намагниченности отражающей поверхности. Соответственно изменяется световой поток, проходящий через анализатор и попадающий на светоприемник, т.е. намагниченная поверхность его модулирует. Отражающей намагниченной поверхностью в системах записи на МО-носителях является МО-слой, а источником света − тот же лазер, что используется для записи, но с уменьшенной мощностью излучения. Поверхностная плотность записи информации на МО-носителях достигает 10⁶ бит/мм².

53 .Электрические измерительные сигналы. Основные термины и определения. Классификация электрических информационных сигналов.

Переменные сигналы могут быть непрерывными во времени и импульсными. Непрерывным называется сигнал, параметры которого изменяются непрерывно. Импульсный сигнал - это сигнал конечной энергии, существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени, соизмеримого со временем завершения переходного процесса в системе, для воздействия на которую этот сигнал предназначен.

По степени наличия априорной информации переменные измерительные сигналы делятся на детерминированные, квазидетерминированные и случайные.

Детерминированный сигнал - это сигнал, закон изменения которого известен, а модель не содержит неизвестных параметров. Мгновенные значения детерминированного сигнала известны в любой момент времени.

Квазидетерминированные сигналы - это сигналы с частично известным характером изменения во времени, т.е. с одним или несколькими неизвестными параметрами.

Детерминированные и квазидетерминированные сигналы делятся на элементарные, описываемые простейшими математическими формулами, и сложные.

Сигналы могут быть периодическими и непериодическими. Непериодические сигналы делятся на: почти периодические и переходные. Почти периодическим называется сигнал, значения которого приближённо повторяются при добавлении к временному аргументу надлежащим образом выбранного числа - почти периода.

Периодический сигнал характеризуется спектром. Различают три вида спектра:

- комплексный - комплексная функция дискретного аргумента, кратного целому числу значений частоты w периодического сигнала U(t), представляющая собой значения коэффициентов комплексного ряда Фурье.

- амплитудный - функция дискретного аргумента, представляющая собой модуль комплексного спектра периодического сигнала.

- фазовый - функция дискретного аргумента, представляющая собой аргумент комплексного спектра периодического сигнала:

Периодический сигнал содержит ряд гармоник.

Гармоника - гармонический сигнал с амплитудой и начальной фазой, равными соответствующим значениям амплитудного и фазового спектра периодического сигнала при некотором значении аргумента. Наличие высших гармоник в спектре периодического сигнала количественно описывается коэффициентом гармоник, характеризующим отличие формы данного периодического сигнала от гармонической (синусоидальной). ,

Периодические сигналы бывают гармоническими, т.е. содержащими только одну гармонику, и полигармоническими, спектр которых состоит из множества гармонических составляющих. К гармоническим сигналам относятся сигналы, описываемые функцией синуса или косинуса. Все остальные сигналы являются полигармоническими.

Случайный сигнал - это изменяющаяся во времени физическая величина, мгновенное значение которой является случайной величиной. Характеристики и параметры случайных сигналов, или, как еще говорят, процессов, рассмотрены отдельно.

Поиск по сайту: