SU1749907A1 - Устройство оптической записи и воспроизведени информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам оптической записи и воспроизведени  информации и позвол ет повысить достоверность записи путем ее контрол  в реальном масштабе времени с возможностью последующей коррекции. Поставленна  цель достигаетс  за счет введени  в устройство преобразовател  оптического сигнала в электрический сигнал, оптический вход которого сопр жен с третьим выходом светоделител , к электрическому входу которого подключен первый фотоприемник, а электрический выход преобразовател  8 подключен к второму входу блока сравнени . 3 З.п.ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретени  относитс  к технике накоплени  информации оптическими средствами с относительным перемещением пучка излучени  и оптического носител  и может быть использовано в вычислительной технике при организации банков данных.

Цель изобретени  - повышение надежности записи путем ее контрол  в реальном масштабе времени с возможностью последующей коррекции.

На фиг.1 приведен первый вариант схемы устройства; на фиг.2 - схема блока сравнени  устройства: на фиг.3-второй вариант схемы блока сравнени ; на фиг.4 - второй вариант схемы устройства; на фиг.5 - фрагмент носител  информации в процессе записи информации согласно второму варианту схемы устройства; на фиг.б - распределение интенсивности записывающего пучка излучени  в различные моменты времени процесса записи информации согласно второму варианту схемы устройства, на фиг.7 - третий вариант схемы устройства; на

фиг.8 - четвертый вариант схемы устройства .

Сущность записи с помощью устройст- ва заключаетс  в следующем.

Запись информации при относительном перемещении пучка излучени  и носител  информации осуществл етс  в результате воздействи  на регистрирующую среду носител  записывающего пучка излучени , который модулируетс  подлежащим записи сигналом по интенсивности или иным образом . При этом отраженный от носител  информации пучок излучени  поступает на фотоприемник и в нем преобразуетс  в электрический сигнал. Сигнал воспроизведени , содержащий достоверную информацию о сделанной на носителе записи получают делением оптического сигнала считывани , поступающего на фотоприемник , либо электрического сигнала считывани , снимаемого с фотоприемника, на сигнал записи. Тот же результат может быть получен умножением сигнала считывани 

s

И

2

О

о о

VI

на сигнал , обратный сигналу записи. В режиме записи сигнал воспроизведени  используют дл  контрол  записи в реальном масштабе времени, т.е. если сигнал воспроизведени  практически совпадает по форме с сигналом записи (в заранее указанной пол рности ), то делают вывод о том, что исход- на  информаци  записана верно, в противном случае делаетс  вывод о том, что информаци  записана неверно, и запись повтор ют . В режиме воспроизведени  контроль записи не используетс , а сигнал воспроизведени  поступает на соответствующее регистрирующее устройство (не показано ).

На фиг.1 приведен один из примеров выполнени  устройства. Устройство содержит последовательно оптически установленные источник 1 излучени , олектрооптический модул тор 2, пол ризационный светоделитель 3, четвертьволновую пластинку 4, объектив 5 и подвижный носитель 6 информации, с вторым оптическим выходом пол ризационного светоделител  3 оптически сопр жен первый фотоприемник 7, а с третьим оптическим выходом - второй фотоприемник 8, электрические выходы фотоприемников подключены соответственно к первому и второму входам аналогового делител  9, выход которого в свою очередь подключен к первому входу блока 10 сравнени , второй вход которого объединен с входом блока 11 управлени , выход которого подключен к электрическому входу электрооптического модул тора 2.

Блок 10 сравнени  может быть выполнен (фиг,2) в виде последовательно соединенных аналогового ключа 12 и компаратора 13.

Кроме того, блок 10 сравнени  может также быть выполнен (фиг.З) в виде двухка- нального блока, содержащего первый 14 и второй 15 компараторы, выходы которых к входам первой логической схемы И-НЕ 16 подключены соответственно через первую 17 и вторую 18 логические схемы ИЛИ-НЕ, а к входам второй логической схемы И-НЕ 19 - непосредственно, выходы первой 16 и второй 19 логических схем И-НЕ при этом подключены к входам третьей логической схемы ИЛИ-НЕ 20.

По второму варианту устройство (фиг.4) содержит последовательно оптически установленные источник 21 излучени ,электрооптическую линзу 22, пол ризационный светоделитель 23, четвертьволШвую пластинку 24, объектив 25 и подвижный носитель 26 информации. С вторым выходом пол ризационного светоделител  23 оптически сопр жен первый фотоприемник 27, а с третьим выходом - второй фотоприемник 28, электрические выходы фотоприемников соединены соответственно с первым и вторым и входами аналогового делител  29, выход которого в свою очередь подключен к первому входу блока 30 сравнени , второй вход которого объединен с входом блока 31 управлени , при этом выход последнего

0 подключен к электрическому входу электрооптической линзы 22.

Функциональна  схема третьего варианта устройства приведена на фиг.7. Устройство содержит последовательно

5 оптически установленные источник 32 излучени , электрооптический модул тор 33, пол ризационный светоделитель 34, четвертьволновую пластинку 35, объектив 36 и подвижный носитель 37 информации, с

0 вторым оптическим выходом пол ризационного светоделител  34 оптически св зан первый фотоприемник 38, а с третьим оптическим выходом - второй фотоприемник 39, электрический выход первого фотоприем5 ника 38 подключен к первому входу аналогового умножител  40, а электрический выход второго фотоприемника подключен к второму входу аналогового умножител  40, выход которого подключен к первому входу

0 блока 41 сравнени , второй вход которого объединен с входом блока 42 управлени , выход которого подключен к электрическому входу электрооптического модул тора 33, Аналоговый умножитель 40 может быть

5 выполнен, например, на микросхеме 525ПС2. Остальные узлы данной функциональной схемы могут быть реализованы так же, как и в ранее рассмотренных функциональных схемах.

0 Функциональна  схема четвертого варианта устройства приведена на фиг,8. Устройство содержит последовательно оптически установленные источник 43 излучени , первый электрооптический модул 5 тор 44, пол ризационный светоделитель 45, четвертьволновую пластинку 46, объектив 47 и подвижный носитель 48 информации, второй оптический выход пол ризационного светоделител  45 сопр жен с оптическим

0 входом первого фотоприемника 49, выход которого подключен к входу зторого блока 50 управлени , выход последнего подключен к электрическому входу второго оптического модул тора 51, третий выход пол ризацион5 ного светоделител  45 через второй оптический модул тор 51 оптически сопр жен с вторым фотоприемником 52, выход которого подключен к первому входу блока 53 сравнени , второй вход блока сравнени  объединен с входом первого блока 54 управлени , выход которого подключен к электрическому входу первого электрооптического модул тора 44.

В качестве второго оптического модул тора 51 могут использоватьс  как электрооптические так и акустооптические модул торы. Второй блок 50 управлени  при использовании второго электрооптического модул тора 51 представл ет собой импульсный усилитель, а при использовании второго акустооптического модул тора - по- следовательно включенные амплитудный модул тор и усилитель мощности, остальные блоки данной функциональной схемы могут быть реализованы так же, как и в предыдущих вариантах.

Устройство, функциональна  схема которого приведена на фиг.1, работает следующим образом.

Излучаемый источником 1 излучени  пучок излучени  модулируетс  по интенсивности в электрооптическом модул торе 2 подлежащем записи сигналом, который поступает на вход блока 11 управлени  (источник сигналов записи не показан). Этот пучок проходит далее через пол ризационный светоделитель 3, четвертьволновую пластинку 4, объектив 5 и поступает на регистрирующую среду подвижного носител  б информации, на которой записываетс  информаци . Отраженный от подвижного носител  информации пучок излучени  второй раз проходит через объектив 5 И четвертьволновую пластинку 4, в результате чего плоскость его пол ризации поворачиваетс  на 90° относительно падающего пучка излучени . Поэтому отраженное от подвижного носител  б информации излучение пол ризационным светоделителем 3 направл етс  на второй фотоприемник 8, в котором оно преобразуетс  в электрический сигнал, представл ющий собой произведение исходного сигнала записи, и сигнала, записанного на подвижном носителе 6 информации , поскольку поступающее на вход второго фотоприемника 8 излучение про- модулировано по интенсивности как в электрооптическом модул торе 2, так и записываемой на подвижном носителе б информацией . Этот сигнал подаетс  на второй вход i аналогового делител  9, на первый вход которого с выхода первого фотоприемника 7 поступает электрический сигнал записи, сформированный из части падающего промодулированного по интенсивности пучка излучени , направл емого на первый фотоприемник 7 пол ризационным светоделителем 3.

В результате делени  сигнала считывани , снимаемого с выхода второго фотоприемника 8, на сигнал записи, снимаемый с выхода первого фотоприемника 7. формируетс  сигнал воспроизведени , пропорциональный по уровню коэффициенту 5 отражени  соответствующего участка регистрирующей среды подвижного носител  6 информации. Этот сигнал в блоке 10 сравнени  сопоставл етс  по форме с исходным сигналом записи. В случае, если они не сов10 падают по форме, с выхода блока 10 сравнени  поступает команда на повторную запись.

Блок 10 сравнени , функциональна  схема которого приведена на фиг.2, работа15 ет следующим образом, На управл ющий вход аналогового ключа 12 подаетс  дискретный записываемый сигнал и, например, при уровне логической единицы запирает его,. а при уровне логического нул  отпира0 ет. Следовательно, если поступающий на информационный вход аналогового ключа 12 сигнал воспроизведени  повтор ет по форме сигнал записи и отличаетс  от него только пол рностью (а это обеспечиваетс ,

5 например, соответствующим выбором числа каскадов в предусилител х первого 7 и второго 8 фотоприемников), то на выходе аналогового ключа 12 сигнал сохран ет примерно нулевое значение. Если же сигнал

0 воспроизведени  будет отличатьс  от сигнала записи не только пол рностью, но и формой, сигнал на выходе аналогового ключа 12 примет значение, заметно отличное от нулевого, что и регистрируетс  компарато5 ром 13,

Блок 10 сравнени , функциональна  схема которого приведена на фиг.З, работает следующим образом, В первом 14 и втором 15 компараторах сигналы воспроиз0 ведени  и записи соответственно дискрети- зируютс  по уровню. Импульсные сигналы с их выходов на вторую схему И-НЕ 19 поступают непосредственно, а на первую схему И-НЕ 16 - проинвертированные соответст5 венно в первой 18 и второй 19 схемах ИЛИ- НЕ, При неискаженной записи на выходе первой логической схемы И-НЕ 16 сигнал будет принимать уровень логической единицы при записи, например, логической еди0 ницы, а на выходе второй логической схемы И-НЕ 19 - при записи, например, логического нул . В результате при неискаженной записи сигнал на выходе третьей логической схемы ИЛИ-НЕ 20 принимает по5 сто нное значение, соответствующее логическому нулю. В случае , если сигнал воспроизведени  в какие-то моменты времени отличаетс  по форме от сигнала записи , сигнал на выходе третьей логической схемы ИЛИ-НЕ 20 в эти моменты времени

будет принимать значени , соответствующие логической единице. Поэтому импульсы , снимаемые с выхода третьей логической схемы ИЛИ-НЕ 20, используютс  в качестве команды дл  перезаписи информации.

Устройство, функциональна  схема которого приведена на фиг.4, работает следующим образом. Излучаемый источником 21 иЗл учени  пучок излучени  в цилиндриче- ской электрооптической линзе 22 , выполн ющей в данном случае функции оптического модул тора, под действием дискретного сигнала записи в соответствии с сигналами блока 31 управлени  дл  одного из его уров- ней (например, логической единицы) фокусируетс , а дл  другого уровн  (например, логического нул ) расфокусируетс  в направлении , перпендикул рном информационным дорожкам (фиг.5). Далее этот пучок проходит через пол ризационный светоделитель 23 (в котором небольша  - пор дка 1 % - часть пр мого излучени  ответвл етс  на первый фотоприемник 27), четвертьволновую пластинку 24, объектив 25 и попадает на регистрирующую среду подвижного носител  26 информации, на которой и осуществл етс  запись, так как при одном уровне информационного сигнала (например, логической единицы) плотность энергии превы; шает пороговый уровень, а при записи другого уровн  информационного сигнала (например, логического нул ) плотность энергии излучени  остаетс  ниже порогового уровн  (фиг.6). При этом отраженный от подвижного носител  26 информации пучок второй раз проходит через объектив 25, четвертьволновую пластинку 24 и через пол ризационный светоделитель 23 поступает на второй фотоприемник 28. В результате электрический сигнал на выходе первого фотоприемника 27 повтор ет по форме сигнал записи, а электрический сигнал на выходе второго фотоприемника 28 пропорционален произведению сигнала записи и сигнала, записанного на подвижном носителе 26 информации. Последний, очевидно, из-за дефектов подвижного носител  26 информации может отличатьс  по форме от сигнала записи. В аналоговом делителе 29 этот сигнал считывани  делитс  на сигнал записи, в результате чего на выходе аналогового делител  29 формируетс  сигнал воспроизведени , содержащий неискаженную информацию о содержании получившейс  записи на подвижном носителе 26 информации . В блоке 30 сравнени  сигнал воспроизведени  сравниваетс  с исходным сигналом записи, и в случае, если эти сигналы отличаютс  друг от друга по форме более, чем

допустимо, формируетс  команда на перезапись информации.

Устройство, функциональна  схема которого приведена на фиг.7, работает следующим образом. Излучаемый источником 32 излучени  пучок излучени  в электрооптическом модул торе 33 модулируетс  по интенсивности подлежащим записи сигналом в соответствии с сигналами блока 42 управлени . Далее пучок проходит через пол ризационный светоделитель 34 (в котором часть излучени  ответвл етс  на первый фотоприемник 38), четвертьволновую пластинку 35, объектиг 36 и попадает на регистрирующую среду подвижного носител  37 информации, на которой происходит запись . При этом отраженный от подвижного носител  37 информации пучок проходит вторично через объектив 36, четвертьволновую пластинку 35 и пол ризационный светоделитель 34, попада  на второй фотоприемник 39. С выхода первого фотоприемника 38 при отсутствии сбоев в работе источника 32 излучени , оптического модул тора 33, блока 42 управлени , пол ризационного светоделител  34 и первого фотоприемника 38 должен сниматьс  сигнал , практически совпадающий по форме с сигналом записи, С выхода второго фотоприемника 39 снимаетс  сигнал, пропорциональный произведению сигналов записи и воспроизведени , Но так как сигнал записи дискретный, то получить сигнал сравнени  возможно не только непосредственным делением , но и умножением сигнала с носител  37 информации на сигнал, обратный сигналу записи, что с математической точки зрени  эквивалентно. Сигнал, обратный пр моугольному по форме, также имеет пр моугольную форму, но иной в общем случае размах, иную среднюю составл ющую и  вл етс  противофазным.

Пример. Пусть в сигнале записи, например, уровень логической единицы равен U3ani 5 В, а уровень логического нул  равен Узапо 0,2 В. Тогда деление сигнала с носител  информации на сигнал записи равносильно его умножению на обратный сигнал с уровн ми Uo5p.i 0,2 В и Uo6p.o 5 В, т.е. фактически на противофазный сигнал записи. Это обсто тельство учитываетс  при выборе числа каскадов в усилител х первого 38 и второго,39 фото- приемников, коэффициентов усилени  в них и посто нных составл ющих сигналов на их выходах. При правильном учете этих факторов на выходе аналогового умножител  40 будет получен неискаженный сигнал воспроизведени , содержащий информацию лишь о величине коэффициента отражени  участка регистрирующей среды подвижного носител  37 информации, наход щегос  в данный момент времени под записывающим пучком излучени . Далее сигнал воспроизведени  в блоке 41 сравнени  сравниваетс  по форме с исходным сигналом записи, и в случае, если их различие выходит за допустимые пределы, делаетс  вывод о необходимости перезаписи информации,

В устройстве, функциональна  схема которого приведена на фиг.8, дл  умножени  сигнала с носи-эл  48 информации на сигнал, обратный сигналу записи, вместо аналогового умножител  используетс  второй оптический модул тор 51 с вторым блоком 50 управлени , В остальном эти варианты аналогичны и элементы 43 - 47, 49, 50, 52 - 54 устройства также аналогичны соответствующим элементам устройства по третьему варианту (фиг.7). Достоинством последнего варианта по сравнению с предыдущими  вл етс  возможность его использовани  на более высоких скорост х записи, так как электрооптические модул торы обладают более ши- рокой (не менее 100 МГц) полосой пропускани , чем аналоговые делители и умножители (рр нескольких МГц).

Во всех рассмотренных вариантах допустимо исключение первого фотоприемника . При этом соответствующие входы аналоговых -целителей на фиг.1 и 4, аналогового умножител  на фиг,7 и второго блока управлени  на фиг.8 объедин ютс  с входом первого блока управлени . Реализуемы также варианты, аналогичные приведенным на фиг.1 и 7, на базе акустооптических модул торов .

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Устройство оптической записи и воспроизведени  информации, содержащее

   оптически св занные источник электромагнитного излучени , оптический модул тор, электрический управл ющий вход которого обьединен с первым входом блока срэвне5 ни . светоделитель, второй оптический выход которого подключен к первому фотоприемнику, объектив и подвижный носитель информации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверно0 сти записи путем ее контрол  в реальном масштабе времени с возможностью последующей коррекции, в него введен преобразователь оптического сигнала в электрический сигнал, оптический вход ко5 торого сопр жен с третьим выходом светоделител  и к электрическому входу которого подключен первый фотоприемник, а электрический выход преобразовател  оптического сигнала в электрический сигнал

   0 подключен к второму входу блока сравнени .
2. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающее- с   тем, что, преобразователь оптического сигнала в электрический сигнал выполнен в

   5 виде последовательно включенных второго фотоприемника и аналогового делител , к второму входу которого подключен выход первого фотоприемника.
3. 3.Устройство поп.1,отличающеё- 0 с   тем, что преобразователь оптического

   сигнала в электрический сигнал выполнен в виде последовательно включенных второго фотоприемника и аналогового умножител , к второму входу которого подключен выход 5 первого фотоприемника.
4. 4.Устройство по h.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что преобразователь оптического сигнала в электрический сигнал выполнен в виде оптически св занных электрооптиче0 ского модул тора, к электрическому управл ющему входу которого подключен выход первого фотоприемника, и второго фотоприемника .

   г 8

   г

   11

   I

   ю

   I

   21

   22

   1

   Сигнал записи.

   Сигнал

   контрол  записи

   I

   5

   кн

   1

   Сигнал ФЭааиаг.

   ГШ(

   (j

   Сигнал 8оспроизВеде#цй

   Фиг.1

   фиг. 2

   Сигнал ,

   KOft/ПрОЛЯ

   записи.

   Фиё.З

   - 28

   26

   25

   и

   -он

   G

   ВоспроиэВе&ени 

   Фиг. 4

   Фиг. 7

   воспроизведени