Фізичні основи роботи комп’ютера
Переваги та недоліки різних форм позакласної роботи з фізики, проведення факультативних занять. Сучасні технології, які можна використовувати на позаурочних заняттях з фізики. Фізичні явища та процеси, які відбуваються при роботі пристроїв комп’ютера
Рубрика | Педагогика |
Вид | магистерская работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 04.08.2009 |
Размер файла | 9,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Існує декілька версій, чому діаметр компакт-диска зазвичай рівний саме 120 мм. За однією з них, директор Sony Акіо Моріта вирішив, що лазерні диски чудово підійдуть цінителям класичної музики. У Японії провели опитування і з'ясували, що найбільш популярний твір - дев'ята симфонія Бетховена, яка триває рівно 74 хвилини. Цікавий варіант, відповідно до якого діаметр лазерного диска дорівнює діагоналі аудіокасети, символізуючи спадкоємність. Але право на життя є і у більш життєвої версії - компакт-диск повинен був поміщатися в кишеню сорочки. Стандартний компакт-диск вміщає 650 Мбайт (ті самі 74 хвилини) цифрової інформації. Зараз широко поширені 700-мегабайтні (80 хвилин аудіо) диски, випускаються моделі і по 800 Мбайт (90 хвилин аудіо). Формат зберігання даних на аудіодиска називається Red Book (Червона книга). Його запропонували фахівці з Philips. У цьому форматі можна записати двоканальний звук з 16-бітовою імпульсно-кодовою модуляцією і частотою дискретизації стереоканалів 44,1 кГц. Всього розробили два режими зчитування. Перший застосовувався для програмних носіїв і вимагав запис надмірних бітів коду Ріда-Соломона. Вони дозволяють відтворити дані навіть з пошкодженого диска. Другий режим використовувався з аудіодисками і справлявся без захисного коду. Швидкість зчитування інформації в першому режимі - 150 Кбайт/с; для позначення швидкості запису ввели параметр 1х. Привод із швидкістю 36х прочитує дані на 36x150 Кбайт/с (5400 Кбайт/с). Для порівняння - одношвидкісний DVD-диск прочитується на швидкості 1,32x Мбайт/с. Поступово компакт-диски стали використовувати для відеофільмів, закодованих в MPEG, графічних зображень і аудіодисків з текстовою інформацією про композиції. З'явилися специфікації, які описують перезаписувані і один раз записувані диски. Зміну CD почали вже готувати на початку 1990-х. Розвернулася боротьба серед двох форматів - Multimedia Compact Disc від Sony і Philips, а також Super Disc, творіння восьми учасників, в числі яких були Toshiba і Time Warner. На допомогу ворогуючим форматам прийшла компанія IВМ. Повторення війни відеокасет VHS і Betacam не повторилось [6]. Про абсолютно новий формат лазерних дисків стало відомо у вересні 1995 року. У листопаді наступного року в Японії почалися продажі DVD, через рік диски прийшли і на ринок США. Виробники наполегливо розробляли власні формати, і у результаті з'явилися «плюсові» і «мінусові» диски - DVD+R і DVD-R, DVD-RAM і DVD-ROM. На щастя, проблеми сумісності були вирішені відносно швидко.
2.5.5 Усередині оптичного привода
Інформація на диску записана у вигляді спіральної доріжки на металевому шарі, що відбиває світло, який несе інформацію в двійковому коді у вигляді ямок (pits) і ділянок рівної поверхні (flats). Дані прочитуються лазерним променем.
Лазер може потрапляти на ділянки «flat» або «pit». У першому випадку фотодетектор реєструє відбитий від поверхні металу промінь, в другому - нічого. Для диска глибина ямки повинна бути не більше однієї шостої довжини хвилі лазера (вимірюється в сотнях нанометрів). Співвідносяться «pit» з компакт-диском - приблизно як піщинка і стадіон.
Анатомія оптичного привода нагадує нутрощі жорсткого диска. На борту та ж буферна пам'ять, шпіндель, електронні схеми і ділянка, де записана прошивка - програма управління приводом. Підключення до системної плати відбувається за допомогою тих же інтерфейсних кабелів (IDE, SATA) і стандартних шлейфів живлення.
На лицьовій панелі будь-якого привода (рис. 2.22) в обов'язковому порядку знаходяться лоток механізму завантаження диска і непримітна дірочка. Призначений отвір для вивільнення диска, у випадку якщо відключилася електрика або привод заклинило. Досить вставити голку і натиснути - лоток відкриється.
Основні механічні елементи: сервопривод відповідає за завантаження диска; повзун служить для переміщення лазерної оптичної системи, ну а шпіндель розкручує компакт-диск. Лоток з диском заходить всередину привода так, що шпіндель може встати в отвір в середині компакт-диска. Оптична система з лазером знаходиться під диском.
Отже, шпіндель розкручує носій, і промінь лазера починає ковзати по «пітам» і «флетам», прочитуючи збережений двійковий код. Для перемикання між доріжками використовується повзун. Оптична система додатково регулюється чотирма котушками і магнітами. При подачі струму на першу пару, об'єктив оптичної системи зрушується вгору або вниз завдяки магнітному полю. В результаті змінюється фокусування. Другі дві котушки відповідають за горизонтальні зсуви лазера, точно позиціонуючи систему на потрібній доріжці компакт-диска.
«Млинці» жорсткого диска обертаються з постійною кутовою швидкістю (CAV, Constant Angular Velocity). Компакт-диск же зазвичай розкручують зі змінною кутовою швидкістю, що забезпечує фіксовану швидкість зчитування (CLV, Constant Linear Velocity), яка гарантує постійний потік даних. Зчитування ділянок носія біля краю диска проходить із зменшеним числом обертів, внутрішніх, - з максимальною швидкістю.
Рисунок 2.22 - Зовнішній оптичний привод; їх можна встановлювати як горизонтально, так і вертикально
Сучасні приводи працюють по-різному - можуть крутити диск завжди з однією і тією ж частотою, що означає падіння швидкості при зчитуванні доріжок біля центра диска, а можуть відповідати фіксованій швидкості зчитування, регулюючи частоту обертів. Знаходять популярність змішані технології (Zone-САV) - диск розбивається на зони, в кожній з яких дотримується певна частота обертання. Якщо в характеристиках привода заявлена максимальна швидкість САV 32х, це означає, що виробник лукавить, - диск крутиться завжди з однією і тією ж швидкістю, максимальна швидкість зчитування 32х досяжна лише в деяких ділянках. Якщо ж в документації сказано, що читання (або запис) ведеться при CLV 16х, можна бути спокійним - швидкість роботи з даними буде 16х в будь-яких ділянках.
Напруги, що поступає на пристрій, недостатньо для функціонування механічних двигунів, тому всі приводи включають чіп підсилювача напруги. На «борту» присутня флеш-пам'ять із записаною прошивкою - програмою, яку використовує мікропроцесор привода для управління всіма елементами системи. Місткість мікросхеми зазвичай не перевищує 128 Кбайт. Підвищити ефективність привода можна в домашніх умовах, самостійно замінивши прошивку. Викачати програмку можна на веб-сайті виробника. У будь-якому оптичному приводі є буфер.
Він використовується для тимчасового зберігання інформації. Алгоритми роботи привода з власною буферною пам'яттю життєво важливі для пропалення «болванок». Процес запису диска повинен йти безперервно. Комп'ютер зобов'язується справно поставляти інформацію, що йде на запис, в буфер привода. Якщо трапляється казус і відбувається спустошення буфера, то «випечений» диск можна сміливо викидати. Втім, більшість сучасних приводів хваляться фірмовими технологіями захисту від спустошення буфера [6].
2.5.6 Вибираємо привод
Сьогодні вибрати привод не проблема. Практично будь-яка сучасна модель здатна прочитувати і пропалювати все різноманіття дисків. Проте все ще можна побачити звичайні CD/DVD-приводи, CD, що пишуть, комбо-приводи, які пропалюють звичайні CD, але не уміють зберігати дані на DVD, великого поширення набули мультиформатні моделі. Вони здатні записувати як CD, так і DVD, найсучасніші навчилися працювати і з DVD-RAM.
У сучасних моделях використовується ряд технологій для швидкого і надійного читання і запису дисків. Приводи уміють гасити вібрації, самостійно вибирати стратегію пропалення для кожної «болванки» і не бояться спустошення буфера. При виборі варто придивитися до заявлених технологій. Кожен виробник називає технологію по-своєму, насправді вони розрізняються мінімально. Цікаво, що деякі приводи можна використовувати для знищення дисків - лазер випалює поверхню таким чином, що дані зчитати не вдасться.
З'явилася також унікальна можливість наносити малюнок на поверхню диска прямо в лотку. Для цього необхідний Lightscribe-сумісний привод і диск з особливим покриттям. Носій вставляється етикеткою вниз, а лазер робить малюнок, який завантажується з графічного редактора. Вартість таких приводів прийнятна, але купувати їх немає особливого сенсу - подібні «болванки» продаються не на кожному розі і стоять дорожче. Простіше використовувати маркери. До речі кажучи, на ринку присутній аналог Lightscribe - технологія Labelflash.
Внутрішні приводи складають завширшки стандартні 5,25 дюймів і стоять практично у всіх ПК. Випускають також приводи компактних розмірів, які відрізняються меншою товщиною, довжиною і вагою. Коштують вони дорожче, встановлюють їх зазвичай в ноутбуки і компактні мультимедіа-центри. Останніми роками поширення набули зовнішні приводи, які можна підключати до включеного комп'ютера через «гарячі» порти USB, FireWire і eSATA. Зовнішні приводи вимагають джерело живлення.
Дорогі і якісні оптичні приводи випускає компанія Plextor. Виробник обіцяє довгий термін служби і видатну швидкодію. Відмінно себе зарекомендувала компанія NEC. Деякі моделі виробника виявилися такими вдалими, що Інтернет наповнили аматорські сайти, які описують навіть способи установки і переваги різних прошивок! Уваги заслуговують приводи компаній BENQ, Lite-On, НР і LG. Трохи здають позиції колишні лідери - Sony, Теас і ASUS [6].
2.5.7 Майбутнє сьогодні
Не секрет, що на прилавки вже приходить нове покоління оптичних дисків - Blu-ray (рис. 2.24) і HD-DVD. Обидва стандарти стали логічним розвитком DVD. Діаметр дисків і товщина залишилися такими ж - 120 мм і 1,2 мм. Не змінився і спосіб запису інформації - «піти» і «флети». Переваги - значно збільшена місткість носіїв: 25 Гбайт для Blu-rау і 15 Гбайт для HD-DVD на один шар. Нові формати стануть актуальними, як тільки користувачі перейдуть на HD-телевізори, що підтримують розподіл аж до 1920x1080. Тут вже всі огріхи і слабкості сучасних DVD (MPEG2) стануть помітні неозброєним оком [6].
2.5.8 Оптичний принцип запису та зчитування інформації
У лазерних дисководах CD-ROM і DVD-ROM використовується оптичний принцип запису і зчитування інформації. В процесі запису інформації на лазерні диски для створення ділянок поверхні з різними коефіцієнтами відбиття застосовуються різні технології: від простого штампування до зміни здібності відбивання ділянок поверхні диска за допомогою потужного лазера. Інформація на лазерному диску записується на одну спіралевидну доріжку (як на грамплатівці), що містить ділянки з різною здатністю відбиття. При дотриманні правил зберігання (у футлярах у вертикальному положенні) і експлуатації (без нанесення подряпин і забруднень) оптичні носії можуть зберігати інформацію протягом десятків років.
В процесі зчитування інформації з лазерних дисків промінь лазера в дисководі падає на поверхню диска, що обертається, і відбивається. Оскільки поверхня лазерного диска має ділянки з різними коефіцієнтами відбиття, то відбитий промінь також змінює свою інтенсивність (логічні 0 або 1). Потім відбиті світлові імпульси перетворяться за допомогою фотоелементів в електричні імпульси і по магістралі передаються в оперативну пам'ять.
2.5.9 CD і DVD-ROM
На цих накопичувачах використовується оптична система запису даних. Сам диск складається з дзеркальної поверхні, на якій є поглиблення. Диск опромінюється лазером, і залежно від наявності або відсутності, фотодіод уловлює або не уловлює відбите світло (рис. 2.23). Таким чином формуються одиниці і нулі.
Рисунок 2.23 - Схема зчитування даних з диска
Таблиця 2.2-- Порівняльні характеристики CD та DVD дисків
Параметри |
CD |
DVD |
|
Діаметр диска |
120 мм |
120 мм |
|
Товщина диска |
1.2 мм |
1.2 мм |
|
Структура диска |
Один шар |
Два шари по 0.6 мм |
|
Довжина хвилі лазера |
708 нм |
650 і 635 нм |
|
Числова апертура |
0.45 |
0.60 |
|
Ширина доріжки |
1.6 мкм |
0.74 мкм |
|
Довжина одиничного «поглиблення» |
0.83 мкм |
0.4 мкм |
|
«Шарів» даних |
1 |
1 або 2 |
|
Ємність |
Близько 680 мегабайт |
При одному шарі даних: 2*4.7 Gb, при двох - 2*8.5Gb |
Зрозуміло, що розміри «поглиблень» повинні бути порівнянні з довжиною хвилі лазера, щоб в повній мірі виявлялися корпускулярні властивості світла, а хвильові себе практично не виявляли. Втім, це і виходить з таблиці 2.2.
2.5.10 Технологія Blu-Ray - наступник DVD
Так вже повелося, що еволюція в галузі комп'ютерних технологій відбувається швидше, ніж в решті технічних галузей. І з часом проміжок часу, за який потужність комп'ютера подвоюється, стає все менше і менше. До 1 ГГц процесори йшли 22 роки, а до 2 ГГц - всього лише півтора. Об'єм вінчестера росте як на дріжджах, 160-180 гігабайт - це вже повсякденність, адже зовсім недавно для досягнення таких об'ємів конструювалися цілі RAID-масиви з десятків жорстких дисків. Мініатюризація, збільшення швидкодії, швидкості передачі даних, збільшення щільності запису - ось що ми чуємо щодня, ось що з'являється щодня на сторінках новин Інтернету. Об'єми, швидкості, частоти - все це подвоюється, почетверяється, подесятиряється і все це нікого вже не дивує. Але є галузь, в якій на тлі успіхів на інших фронтах до останнього часу панував, здавалося б, повний застій. Це галузь змінних носіїв інформації.
Дійсно, в цій галузі, як і двадцять років тому продовжує лідирувати старичок CD-ROM. Правда, за ці роки він підріс з 650 Мб до 700 Мб, а завдяки старанням TDK місцями навіть і до 800 Мб, але, на жаль, в наше насичене інформацією століття такі об'єми стають явно недостатніми. Таким довгим життям CD-ROM зобов'язаний не в останню чергу форматам стиснення звуку (MP3) і відео (MPEG4, DivX), завдяки яким в такий мізерний об'єм стало можливим втиснути величезні масиви музики і цілі фільми. Звичайно, якість страждає, але народ у нас невимогливий і зрештою все одно виходить якіснішим і довговічнішим за переписані аудіо та відеокасети.
Останнім часом вимогливіша публіка відкрила для себе DVD (digital versatile disc). Саме останнім часом, хоча цьому формату налічується вже 8 років. Причин такого повільного просування багато. Спочатку на ринку панував дикий різнобій форматів DVD. Якщо у випадку з CD компанія-винахідник SONY чітко дала специфікації даного пристрою, яких дотримувалися всі виробники, то у випадку з DVD вийшло з точністю навпаки - кожний з виробників пропонував свою версію DVD-привода, з різним максимальним об'ємом носія, з різною механікою і навіть з різною довжиною хвилі зчитуючого лазера, що на початку частенько приводило до ситуації, коли на DVD приводі з 10 дисків читалися тільки один-два. На наступному етапі розповсюдження DVD стримуючим чинником стала, прямо скажемо, безглузда спроба приборкати піратство за допомогою введення зон. За декілька років експансії DVD диски з різних зон настільки перемішалися між собою, що стало проблематичним знайти диски саме під свій дисковод. До того ж миттєво в мережі Інтернет з'явилися зламані прошивки DVD-приводів і спеціальні програми, що очищують лічильники програних дисків. Досвідчені користувачі вирішили проблеми із зонами в обхід виробників, ну а недосвідчених ця проблема тільки відштовхнула від придбання DVD-привода. Не в останню чергу в повільному просуванні DVD зіграли висока вартість дисків і їх відносна рідкість.
Але поступово все стало налагоджуватися. Виробники самостійно стали знімати обмеження на зони з своїх приводів. Так, наприклад, програма PowerDVD повідомила про один DVD-привод NEC, який недавно вийшов, що "даний пристрій має номери зон 1, 2, 3, 4, 5". Приводи сталі сумісні, з'явилося щось схоже на єдиний стандарт. DVD фільми з'явилися в широкому продажу, їх почали навіть дублювати російській мовою. Ціна на диски впала. З'явилися піратські диски, які склали цінову конкуренцію (на жаль, тільки цінову, про якість говорити не доводиться) ліцензійним дискам. Користувачі, виявивши, що DVD-приводи не набагато дорожче за CD-ROM стали поступово купляти дані пристрої. З'явилися DVD-приводи, що пишуть, але за шалені гроші і відразу в особі трьох несумісних між собою форматів: DVD-RAM (Panasonic), DVD-RW (Pioneer) і DVD+RW (Philips). Нарешті для DVD з'явилось світле майбутнє. Але це майбутнє було стрімко перекреслено у лютому 2002 року синім променем - технологією Blu-Ray Disc.
Японія, Токіо, 19 лютого 2002... Представники дев'яти лідируючих високотехнологічних компаній Sony, Matsushita (Panasonic), Samsung, LG, Philips, Thomson, Hitachi, Sharp і Pioneer на сумісній прес-конференції оголосили про створення і впровадження нового формату оптичних дисків великої місткості під назвою Blu-Ray Disс, цим самим можливо підписавши смертний вирок DVD. Згідно оголошеної специфікації Blu-Ray Disс - перезаписуваний диск наступного покоління із стандартним CD/DVD розміром 12 см з максимальною місткістю запису на один шар і одну сторону до 27 Гб.
Назвати Blu-Ray (рис. 2.24) принципово новим форматом не можна - це швидше еволюція формату DVD. Як випливає з назви в Blu-Ray для запису і відтворення диска замість червоного лазера, який використовується в DVD і CD-ROM, застосований синій лазер (blue-violet laser). У синього лазера довжина хвилі складає 405 нанометрів (див. табл. 2.3), що значно менше довжини хвилі червоного лазера (650 нм). Менша довжина хвилі - відповідно менша інтерференція відбитого променя, відповідно можна зробити товщину доріжки даних тонше, що приводить до значного збільшення місткості носія. Товщина доріжки у Blu-Ray диска в два рази менша, ніж у DVD. Єдино, що застерігає - той факт, що енергетика синього лазера вища, ніж у червоного, що повинно призводити до значного розігрівання поверхні диска. Мабуть, Blu-Ray приводи вимагатимуть потужного охолоджування.
Рисунок 2.24 - Диск Blu-Ray
Покриття Blu-Ray, на яке записуються дані (optical transmittance protection layer), дуже тонке - 0.1 мм. З цього факту можна зробити 3 висновки. Перший - чим тонший шар, тим менше розсіяння відбитого променя і більше даних можна вміщати на квадратний дюйм, тобто тонкий шар - це необхідність для досягнення великої місткості диска. Другий - настільки тонкий шар дозволить без проблем зробити диск багатошаровим (хоча б двошаровим, як DVD), оскільки зменшується рефракція променя, відбитого від глибшого шару. Третє - настільки тонкий шар легко пошкодити, отже Blu-Ray Disс вимагатиме захисту, тобто буде упакований в пластикову оболонку, на зразок MiniDisk від Sony.
Останній факт, на жаль, говорить про те, що ціни на Blu-Ray приводи можливо будуть істотно вищі, ніж на DVD, оскільки, якби Blu-Ray Disc залишався б диском без захисної оболонки, то виробники змогли б використовувати корпуси і механіку від DVD-приводів без переробки, змінивши лише лазер і мікросхему, що декодує, а так доведеться починати практично з нуля. Можливий компромісний варіант, коли односторонні диски відносно малої місткості (23-27 Гб) вироблятимуться без упаковки і будуть відповідні приводи, що мало відрізняються від DVD-приводів на вигляд і за ціною, такі об'єми для домашніх мультимедійних комп'ютерів на перших порах більш ніж достатні, об'єм Blu-Ray диска в рази перевершує DVD, а для користувачів вельми важлива ціна. Споживачі голосують грошима, неважливо якого вони кольору, відповідно, чим менше буде початкова вартість Blu-Ray для домашнього і мультимедійного сектора, тим швидше він набере популярність. Так само диски цього формату використовуватимуться для цифрових відеоплеєрів нового покоління, що пишуть, оскільки на одному Blu-Ray Disc уміщається до 13 годин відеоінформації якості VHS (MPEG-2 з bitrate 3.8Mbps) або ж 2 години відео в модному зараз в Японії форматі HDTV (телебачення високої роздільної здатності до 1600х1200х32bit MPEG-2 з bitrate від 8Mbps і вище).
Для hi-tech установ, підприємств, систем управління, освітніх закладів і інших, де потрібні великі об'єми інформації, знадобляться більш ємні - двосторонні, двошарові (або багатошарові) Blu-Ray диски з місткістю від 100 Гб. Такі диски будуть поміщені в прозорий картридж і будуть використовувати спеціальні Blu-Ray приводи, оснащені лазерами з різною довжиною хвилі (в межах синьої частини спектру) для читання різних шарів. Перші прототипи 100 Гб дисків вже створені. Вони здаються зараз величезними з приводу об'єму інформації, але може вже в найближчому майбутньому це стане нормою, так само як швидко звикли до величезного стрибка між 3,5'' дискетою (1.44 Мб) і CD-ROM (650 Мб). Через деякий час і домашній сектор стане одним із споживачів багатошарових Blu-ray дисків, коли впадуть спочатку високі ціни на приводи і носії інформації цього формату.
Технології Blu-Ray створювалися в першу чергу для запису, зберігання і відтворення відео і аудіо інформації, тобто в наявності сильна орієнтація у бік мультимедіа, хоча, зрозуміло, на Blu-Ray Disc можна записати і просто дані. Основними форматами зберігання відео, як і в DVD, є MPEG2, формати звуку, відповідно - AC3, MPEG1, MPEG Layer2. Для цифрових відеоплеєрів формату Blu-Ray декодування здійснюватиметься апаратно, для комп'ютерних приводів - програмно.
Не можна не згадати про високу швидкість пересилки даних, яка буде здійснена в Blu-Ray пристроях. Так, згідно специфікації, максимальна швидкість пересилки даних між Blu-Ray приводом і цільовим пристроєм (MPEG-2 декодер або комп'ютер) досягатиме 36Mbps, що при величезних об'ємах носія дуже актуально. Такій швидкості пересилки даних, повинна повною мірою відповідати швидкість зчитування. На жаль, не вказується, яким чином буде досягнута така висока швидкість, оскільки якщо цей спосіб підвищення швидкості обертання диска, то боюся, що Blu-Ray диски, що вибухнули, і опалені приводи вже не за горами, хіба що в гру вступить який-небудь невідомий чинник, наприклад новий склад матеріалу, з якого робитимуться диски. Але тоді виникає питання сумісності з попередніми поколіннями носіїв. Звичайно, можна додати логічні схеми, які визначатимуть тип носія CD/DVD/Blu-Ray і відповідно міняти максимальну швидкість обертання для кожного типа, але це приведе до подорожчання привода. Напрям до збільшення числа лазерів, що зчитують, як ми бачимо на прикладі технології True-X, веде до вибухоподібного збільшення вартості привода.
Для зворотної сумісності з попередніми носіями інформації, а це обов'язкова умова майбутньої популярності Blu-Ray, привод повинен мати хоча б два лазери - основний синій і додатковий червоний. Сумнівно, що диски для читання яких потрібен червоний лазер, читатимуться синім. Багато чинників заважає, менша товщина синього променя, інші відбивні властивості поверхні, грубіша структура самого диска і т.д. В результаті знову вилка - обереш сумісність із старими форматами - програєш в ціні, зате придбаєш прихильну увагу консервативних шарів суспільства, відмовишся від сумісності - спростиш конструкцію, але відіб'єш покупців, окрім найбільш радикально-hi-tech екстремальних. Для користувача це означає і те, що доведеться платити за кожний з приводів та п'ятидюймовий слот. Для відеоплеєрів ніяких вилок немає - сумісність з попередніми форматами потрібна у будь-якому випадку, бібліотека DVD і Video CD фільмів вже дуже велика і ніхто не захоче відмовлятися від неї через примарну перспективу обіцяну Blu-Ray.
На жаль, ті граблі, на які наступив свого часу DVD, нічому новий формат не навчили - в Blu-Ray включений захист від нелегального копіювання. На щастя, це будуть не зони, як раніше, а якийсь індивідуальний номер, який проставлятиметься на всіх записаних відео-дисках. Не зовсім ясно, для чого це робиться, але в прес-релізі гордо сказано, що "ця мітка здійснюватиме реальний високоякісний захист авторських прав". Мабуть для того пристрою, на якому був записаний диск, число відтворень буде не обмежено, а для інших - якесь число раз, те ж саме буде з легально придбаними фірмовими дисками, на яких напевно стоятиме захист від запису і перезапису. Незрозуміла ситуація із записом даних - буде там ця мітка чи ні?
Підводячи підсумок вищесказаному. Переваги Blu-Ray Disc полягають не тільки у величезній місткості, але і в тому, що його розробляли відразу дев'ять найбільших електронних корпорацій, які повинні застрахувати користувачів від проблем несумісності приводів.
Недоліки Blu-Ray не очевидні і компенсуються перевагами. Це передбачувана висока ціна приводів і дисків і проблеми зворотної сумісності з попередніми носіями інформації. Щодо ціни - ситуація повинна покращати після залучення сторонніх виробників, які так само можливо допоможуть розібратися і з захистом від копіювання, хоча навряд чи - дев'ять основних компаній зможуть наполягти на дотриманні умови повної відповідності формату. А щодо сумісності - все залежить від масовості старту Blu-Ray, його розрекламованістю і майбутньою популярністю. Якщо Blu-Ray з'явиться на кожній машині (що маловірогідне, користувачі - народ дуже консервативний), то, можливо, старі формати вимруть, як динозаври, і підтримувати сумісність з ними немає ніякої потреби. На масовість старту дуже сильно впливатиме ціна пристроїв, дисків і жорсткість ліцензійної політики дев'ятки виробників. Отже доля формату цілком в руках його творців. У кожної з дев'яти компаній є величезний досвід за плечима, успіхи і провали, так що давати поради їм безглуздо, а ось чи здатні вони вчитися на власних і чужих помилках - покаже майбутнє, майбутнє формату Blu-Ray...
Таблиця 2.3 - Характеристики Blu-ray
Ємність носія |
23.3 Гб / 25 Гб / 27 Гб / 50 Гб / 100 Гб |
|
Довжина хвилі лазера |
405 nm (blue-violet laser) |
|
Апертура лінзи |
0.85 NA (numerical aperture) |
|
Швидкість передачі даних |
36 Mbps |
|
Діаметр диска |
120 mm |
|
Товщина диска |
1.2 mm (товщина оптично активного шару - 0.1 mm) |
|
Товщина трека |
0.32 nm |
|
Мінімальна довжина точки |
0.160/0.149/0.138 nm |
|
Щільність запису |
16.8/18.0/19.5 Gbit/inch2 |
|
Формат запису відео |
MPEG2 video (для відеоплеєра), |
|
Формат запису аудіо |
AC3, MPEG1, Layer2 (для відеоплеєра), для комп'ютера - будь-які формати |
|
Розмір картриджа |
129 x 131 x 7 mm |
2.5.11 Вік голографії
Технології оптичного запису CD, DVD, Blu-ray і HD-DVD по суті однакові. Кардинально нове рішення пропонує компанія InPhase Thecnologies - спосіб голографічного зчитування і запису інформації за допомогою лазерів.
Головна особливість - неймовірно висока щільність запису (515 Гбіт в 6,44 кв. см) і можливість використання носіїв будь-яких форм-факторів, хоч квадратних, хоч круглих. Чим товще диск - тим більше інформації він вміщає.
InPhase Teсhnologies продемонструвала на виставці СЕ5 2006 привод PolyTopic, здатний прочитувати диск завтовшки 1,5 мм за допомогою 407-нм лазера. Швидкість передачі інформації варіюється від 20 Мбайт/с до 23x Мбайт/с. Відкладати справи у довгий ящик компанія не має наміру - до кінця року в продаж повинні поступити голографічні приводи і диски місткістю від 300 Гбайт до 1,6 Тбайт. Коштувати привод буде близько 8000$.
Але майбутнє оптики не безхмарне. Людство поступово переходить до зберігання інформації в енергонезалежних мікросхемах пам'яті, які працюють швидко, захищені надійним корпусом і не вимагають багато енергії. Пристрої читання і запису мікросхем пам'яті чудово працюють в умовах трясіння і вібрації, в магнітних полях і при різних температурах. Тобто в умовах, де жорсткі диски і оптичні приводи не здатні працювати в принципі. Що стосується архівного зберігання інформації, то і до цього дня з своїм завданням непогано справляються магнітострічкові накопичувачі і звичайні вінчестери. Тому цілком можливо, що голографія так і не знайде практичного застосування. Ну а поки ми постежимо за битвою титанів - Blu-ray і HD-DVD [6]!
2.5.12 Фізичний принцип роботи лазерного принтера
Серед сучасної комп'ютерної периферії навряд чи знайдеться пристрій, що увібрав в себе більше технологічних досягнень, ніж лазерний принтер. Своєю назвою ці принтери зобов'язані маленькому лазеру, що входить до їх складу (потужністю не більше декількох сот міліват). Лазер, що дає дуже вузький напрямлений пучок монохромного випромінювання, використовується як найтонше перо, яким на фотобарабані малюється задане зображення.
2.5.13 Стисла історія розвитку лазерного принтера
Поштовхом до створення перших лазерних принтерів послужила поява нової технології, розробленої фірмою Canon. Фахівцями цієї фірми, що спеціалізується на розробці копіювальної техніки, був створений механізм друку LBP-CX. Фірма Hewlett-Packard в співпраці з Canon приступила до розробки контролерів, що забезпечують сумісність механізму друку з комп'ютерними системами PC і UNIX. Принтер HP LaserJet вперше був представлений на початку 1980-х років. Спочатку конкуруючи з матричними принтерами, лазерний принтер швидко завоював популярність у всьому світі. Інші компанії-розробники копіювальної техніки незабаром наслідували приклад фірми Canon і приступили до досліджень у галузі створення лазерних принтерів. Toshiba, Ricoh і деякі інші, менш відомі компанії, теж були залучені до цього процесу. Проте успіхи фірми Canon у галузі створення високошвидкісних механізмів друку і співпраця з Hewlett-Packard дозволили їм досягти поставленої мети. В результаті на ринку лазерних принтерів модель LaserJet аж до 1987-88 років займала домінуюче положення. Наступною віхою в історії розвитку лазерного принтера з'явилося використання механізмів друку з більшою роздільною здатністю під керуванням контролерів, що забезпечують високий ступінь сумісності пристроїв. Іншою важливою подією стала поява кольорових лазерних принтерів. Фірми XEROX і Hewlett-Packard (далі скорочено звана HP) презентували нове покоління принтерів, які використовували мову опису сторінок PostScript Level 2, що підтримує кольорове представлення зображення і що дозволяє підвищити як продуктивність друку, так і точність передачі кольорів. Мова принтера PCL 6 також підтримує розширені колірні можливості представлення зображень для принтерів серії HP Color LaserJet.
2.5.14 Формування зображення
Лазерні принтери формують зображення шляхом позиціонування точок на папері (растровий метод). Спочатку сторінка формується в пам'яті принтера і лише потім передається до механізму друку. Растрове представлення символів і графічних образів проводиться під керуванням контролера принтера. Кожен образ формується шляхом відповідного розташування точок в чарунках сітки або матриці, як на шахівниці.
Растрова технологія (рис. 2.25) значною мірою відрізняється від векторної, яка використовувалась в пір'яних графічних пристроях. При використанні векторної технології зображення формується шляхом побудови ліній з однієї точки в іншу.
Рисунок 2.25 - Растровий метод формування образу
2.5.15 Принцип дії
Лазерні принтери, що набули найбільшого поширення, використовують технологію фотокопіювання, звану ще електрофотографічною, яка полягає в точному позиціонуванні точки на сторінці за допомогою зміни електричного заряду на спеціальній плівці з фотопровідного напівпровідника. Подібна технологія друку застосовується в ксероксах. Принтери фірм HP і QMS, наприклад, використовують механізм друку ксероксів фірми Canon.
Найважливішим конструктивним елементом лазерного принтера (рис. 2.26, 2.28) є фотобарабан, що обертається, за допомогою якого відбувається перенесення зображення на папір. Фотобарабан є металевим циліндром, покритим тонкою плівкою з фотопровідного напівпровідника (звичайно оксид цинку). По поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд за допомогою тонкого дроту або сітки, званої коронуючим дротом. На цей дріт подається висока напруга, що викликає виникнення навколо нього іонізованої ділянки, яка світиться, званою короною.
Лазер, керований мікроконтролером, генерує тонкий світловий промінь, який відбивається від дзеркала, що обертається. Цей промінь, потрапляючи на фотобарабан, засвічує на ньому елементарні ділянки (точки), і в результаті фотоелектричного ефекту в цих точках змінюється електричний заряд.
Рисунок 2.26 - Функціональна схема лазерного принтера
Для деяких типів принтерів потенціал поверхні барабана зменшується від 900 до 200 В. Таким чином, на фотобарабані виникає копія зображення у вигляді потенціального рельєфу.
На наступному робочому кроці за допомогою іншого барабана, званого девелопером (developer), на фотобарабан (рис. 2.27) наноситься тонер -- найдрібніший фарбувальний пил. Під дією статичного заряду дрібні частинки тонера легко притягуються до поверхні барабана в точках, що зазнали експозиції, і формують на ньому зображення.
Рисунок 2.27 - Створення копії зображення на фотобарабані
Аркуш паперу з лотка, що подає, за допомогою системи валиків переміщується до барабана. Потім аркушу надається статичний заряд, протилежний за знаком заряду засвічених точок на барабані. При контакті паперу з барабаном частинки тонера з барабана переносяться (притягуються) на папір.
Рисунок 2.28 - Узагальнена схема роботи лазерного принтера
Для фіксації тонера на папері аркушу знов надається заряд і він пропускається між двома роликами, що нагрівають його до температури приблизно 180 - 200 °С (якщо ви хоч раз ставили пиріг з солодкою начинкою в духовку, то знаєте, як важко розділити пропечені компоненти). Після власне процесу друку барабан повністю розряджається, очищується від прилиплих частинок тонера і готовий для нового циклу друку. Описана послідовність дій відбувається дуже швидко і забезпечує високу якість друку.
У світлодіодному принтері (рис. 2.29) для засвічування барабана замість лазерного променя, керованого за допомогою системи дзеркал, використовується нерухомий світлодіодний рядок (лінійка), що складається з 2500 світлодіодів, який формує не кожну точку зображення, а цілий рядок (рис. 2.29). На цьому принципі, наприклад, працюють лазерні принтери фірми OKI.
Рисунок 2.29 - Формування зображення за допомогою LED-технології
2.5.16 Кольоровий друк
Під час друку на кольоровому лазерному принтері використовуються дві технології. Відповідно до першої, широко використовуваної до недавнього часу, на фотобарабані послідовно для кожного окремого кольору (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формувалося відповідне зображення, і лист друкувався за чотири проходи (рис. 2.30), що позначалося на швидкості і якості друку.
Рисунок 2.30 - Універсальна тестова таблиця
У сучасних моделях (наприклад, HP Color LaserJet 5) в результаті чотирьох послідовних прогонів на фотобарабан наноситься тонер кожного з чотирьох кольорів. Потім при контакті паперу з барабаном на нього переносяться всі чотири фарби одночасно, утворюючи потрібні поєднання кольорів на відбитку.
В результаті досягається рівніша передача колірних відтінків, майже така ж, як при друці на кольорових принтерах з термопереносом фарбника.
Відповідно в кольорових лазерних принтерах використовуються чотири ємності для тонерів. Принтери цього класу обладнані великим об'ємом пам'яті, процесором і, як правило, власним вінчестером. На вінчестері містяться різноманітні шрифти і спеціальні програми, які керують роботою, контролюють стан і оптимізують продуктивність принтера. Кольорові лазерні принтери мають досить крупні габарити і велику масу.
Технологія процесу кольорового лазерного друку вельми складна, тому і ціни на кольорові лазерні принтери ще дуже високі.
2.5.17 Основні характеристики лазерних принтерів
Лазерний принтер є складним оптико-механічним пристроєм, який, незалежно від конструктивного виконання, характеризується великою кількістю різних параметрів. Із споживчої точки зору всі параметри можна розбити на групи, що визначають:
- якість друку;
- швидкість друку;
- зручність в експлуатації;
- економічність роботи;
- додаткові можливості.
2.5.18 Фізичні процеси, що відбуваються при роботі копіювального апарату та лазерного принтера
У основі роботи, як копіювального апарату, так і лазерного принтера лежить процес сухої ксерографії (лат. xeros - сухий і graphos - писати). У свою чергу він базується на електростатичній фотографії.
У основі електростатичної фотографії лежить здатність деяких напівпровідників зменшувати свій питомий опір під дією світла. Такі напівпровідники називають фотопровідниками і використовують для виготовлення фоторецепторів.
Основні характеристики фотопровідників наведені нижче:
1. Спектральна чутливість - характеризує здатність фотопровідника реагувати на випромінювання різних довжин хвиль. Жоден фотопровідник не може однаково реагувати на різні довжини хвиль. Деякі типи фоторецепторів слабко реагують на блакитний колір, який взагалі не відтворюється на копії, деякі слабко реагують на жовтий колір. У ідеалі фотопровідник повинен однаково добре передавати всі кольори, проте звичайно цього не відбувається.
2. Фотоелектрична чутливість (швидкість формування зображення) - це величина, що характеризує швидкість зменшення заряду на фоторецепторі при освітленні його світлом заданої інтенсивності. Чим менше залишкова величина заряду на фоторецепторі після його експонування, тим вище якість копії. Ця величина може залежати від матеріалу, терміну експлуатації і стану провідника.
3. Швидкість темнової втрати - величина, що характеризує, як швидко фотопровідник втрачає заряд в темноті. Це пов'язано з тим, що напівпровідник, з якого виготовлений фоторецептор, хоч і набуває в темноті властивості діелектрика, але все таки не може зберігати заряд так довго, як це можуть робити діелектрики.
4. Втома матеріалу - це явище, що виникає при багатократному і частому експонуванні фоторецептора. Втома матеріалу може виникати і при засвіченні сонячним світлом (користувач витягнув картридж і залишив його на сонці барабаном до гори). Втома матеріалу приводить до збільшення швидкості темнової втрати заряду, а в деяких випадках навпаки до збереження заряду на поверхні після експонування.
5. Стійкість до зовнішніх впливів - ця характеристика визначає здатність фотопровідника зберігати свої властивості якомога довше при механічному контакті з папером. Папір, при правильному використанні апарату, є найбільш важливим чинником природного зносу фоторецептора. Тому шорсткий папір, неправильно обрізаний і т.д. скорочує термін служби фоторецептора. Хоча сам папір практично не контактує з фоторецептором, проте жорсткі волокна паперу можуть потрапляти під ніж ракеля. Крім того, термін його служби скорочують різні хімічні речовини, які можуть потрапити на нього з паперу або з іншого джерела, а також механічні пошкодження.
6. Кристалізація - процес перетворення атомів фотопровідника з аморфної структури у впорядковану, кристалічну. При цьому фотопровідник втрачає свої властивості. Такий процес не можна зупинити, але можна уповільнити при правильному поводженні з провідником.
7. Початковий потенціал - це потенціал на поверхні фоторецептора, при якому накопичуваний заряд дорівнює заряду, що витікає в підкладку. Звичайно фоторецептор заряджають до потенціалу нижче за початковий, щоб уникнути його пошкодження.
8. Залишковий потенціал - потенціал, який залишається на освітлених ділянках фоторецептора після експонування. При експонуванні фоторецептор швидко втрачає заряд до певної величини, потім швидкість втрати заряду значно знижується. Високий залишковий потенціал сприяє притяганню частинок тонера на освітлені ділянки, що приводить до фону на копії.
Ці характеристики фотопровідника ретельно аналізуються при виборі його як фоторецептора для копіювального апарату або принтера.
2.5.19 Технологія виготовлення фоторецепторів
Фоторецептори звичайно наносяться на алюмінієвий порожнистий циліндр. Як фоторецептор використовують або селен і його з'єднання, або органічні сполуки (підкладка).
Органічний фоторецептор двошаровий. Перший шар - шар, в якому здійснюється перенесення заряду, під ним - шар, в якому генерується заряд. За ним йде тонкий шар оксидної плівки, який запобігає витіканню заряду в підкладку. Підкладка - останній алюмінієвий шар.
Селеновий фоторецептор складається з "пасткового шару", що є природною оксидною плівкою. Цей шар зменшує швидкість темнової втрати заряду. За ним йде фотопровідний шар, алюмінієва оксидна плівка і підкладка.
Існує два види фоторецепторів: стрічкові і циліндрові. Перші звичайно використовуються в апаратах з дуже високою швидкістю, оскільки дозволяють забезпечувати вищу швидкість експонування.
2.5.20 Зарядка
Зарядка фоторецептора - це процес нанесення рівномірного заряду певної величини на поверхню фоторецептора. Зарядка проводиться коротроном. Існує декілька їх видів, які ми розглянемо нижче.
Для зарядки на коротрон подається високий потенціал за допомогою високовольтного блоку. Між коротроном і фоторецептором утворюється різниця потенціалів в декілька кіловольт, що приводить до ударної іонізації повітря (коронний розряд) і іони накопичуються на поверхні фоторецептора. Частина електронів із заземленої підкладки стікає на землю, при цьому в матеріалі підкладки, поблизу межі з фотопровідником виникає надмірний заряд, протилежний заряду на поверхні фоторецептора. Екран коротрона заземляють, щоб різниця потенціалів між фоторецептором і коронним дротом не зменшувалася, оскільки ця різниця повинна перевищувати порогову напругу корони (напруга, нижче за яку не виникає коронний розряд).
2.5.21 Види коротронів
Звичайний коротрон є тонким дротом із стійкого до окислення матеріалу, який натягнутий на металевому екрані. При забрудненні або окисленні дроту відбувається погіршення якості копії. При забрудненні екрана можливо проскакування іскри між екраном і коротроном, що призводить до необоротного вигорання фоторецептора.
Скоротрон - зарядний пристрій, що дозволяє одержати більш рівномірний заряд поверхні фоторецептора. У ньому окрім дроту використовується сітка, на яку також подається напруга.
Дікоротрон - дозволяє ще точніше регулювати величину заряду. Він складається з двох активних елементів: коронода і екрана. На коронод подається змінна напруга близько 5-6 кВ, а на екран - постійна 1-3 кВ. При цьому позитивні іони переміщаються від коронода до екрана, а негативні - до фоторецептора.
Коротрон є джерелом характерного запаху озону, що виходить з копіювального апарату під час роботи. Слід зазначити, що при використанні хороших фільтрів і їх своєчасній заміні запах не відчувається. Зараз фірми-виробники переходять на безозонову технологію.
2.5.22 Формування зображення
Після зарядки на фоторецептор подається зображення, яке в копіювальних апаратах освітлюється потужним джерелом світла і проектується через систему дзеркал. Для збільшення і зменшення зображення використовують об'єктив із змінною фокусною відстанню. Швидкість барабана повинна бути узгоджена. Зображення з скла експонування освітлюється лампою і через систему дзеркал проектується на фоторецептор. Ті місця на фоторецепторі, на які падає світло, втрачають свій потенціал. Таким чином, на фоторецепторі залишається малюнок оригіналу у вигляді заряджених ділянок.
2.5.23 Експонування
На етапі експонування на поверхні фоторецептора виходить приховане електростатичне зображення. Розглянемо цей процес детальніше.
До початку експонування поверхневий заряд фоторецептора утримується на місці за рахунок взаємодії із зарядом протилежного знаку, що знаходиться на межі заземленої підкладки і фоторецептора.
До попадання світла на фотопровідний шар кількість вільних носіїв зарядів в ньому мала, а питомий опір - великий. Фактично електрони у фотопровіднику після зарядки зміщуються з рівноважного положення, але вони ще знаходяться в своїх молекулах. Такий зсув позитивних і негативних зарядів в молекулі називається поляризацією.
Розглянемо спрощену модель процесу, який відбувається при освітленні фоторецептора. Вважатимемо, що фоторецептор заряджений позитивним зарядом.
При попаданні світла на фотопровідник в ньому відбувається генерація вільних носіїв заряду. Електрон тієї молекули, яка розташована ближче до поверхні шару, переміщується у напрямку до позитивного іону на поверхні. Це переміщення нейтралізує частину позитивних іонів на поверхні. В той же час іон у верхньому шарі залишається позитивно зарядженим. Відсутність електронів в молекулі називають "діркою". Тип провідності, при якому основними носієм заряду є дірки, називають дірковою. При дірковій провідності відбувається переміщення електронів з одного атома в сусідній. Результатом цього є переміщення позитивних зарядів - дірок - в напрямі, протилежному руху електронів.
Після попадання світла на фоторецептор електростатичне поле на поверхні фотопровідника змінюється. Воно діє вже не між зарядом на поверхні фоторецептора і підкладкою, а між "верхньою" молекулою і підкладкою.
Електрони, що знаходяться знизу від "верхньої" молекули, негайно реагують на позитивний заряд і починають переміщуватися до "верхньої" молекули, щоб нейтралізувати частину заряду, що виник. Міграція електронів призводить до того, що позитивний заряд від "верхньої" молекули переходить до молекули з наступного, "другого" шару молекул фотопровідника.
При цьому електростатичне поле виникає між молекулою "другого" шару і підкладкою. Дірка відповідно переміщається від "верхньої" молекули до молекули з "другого" шару. Процес повторюється до тих пір, поки дірка не перейде до молекули фотопровідника, найближчої до підкладки. В цьому випадку електрони переміщаються від підкладки до фотопровідника, щоб нейтралізувати позитивний заряд.
2.5.24 Прояв
Прояв - це процес формування зображення на фоторецепторі тонером (рис. 2.31). Тонер є дрібнодисперсним порошком, частинки якого складаються з полімеру або гуми і фарбувальної речовини (для чорного тонера звичайно використовується сажа).
Можливі два варіанти прояву - однокомпонентний і двокомпонентний. Розглянемо спочатку двокомпонентний спосіб.
Двокомпонентний спосіб використовується тільки у разі негативної зарядки фоторецептора.
Тонер з бункера через спеціальний дозуючий пристрій подається в бункер з носієм. Носій (девелопер) є частинками магнітного матеріалу, покритого полімером.
Прилипання тонера до носія відбувається за рахунок трибоелектризації (електризації тертям). В процесі тертя частинки тонера і носія набувають різних зарядів і тонер рівномірно покриває носій.
Носій в свою чергу прилипає до магнітного валу, який є порожнистим з постійними магнітами всередині. Вал, покритий носієм з тонером, входить в безпосередній контакт з фоторецептором, внаслідок чого частинки тонера, що мають заряд, протилежний заряду фоторецептора, притягуються до його заряджених ділянок.
Чистий носій із залишками тонера знов потрапляє в бункер. Носій знов змішується з тонером і потрапляє на магнітний вал. Сам носій не витрачається в процесі прояву. Проте в результаті тертя носій втрачає полімерний шар, що приводить до його нездатності притягати тонер. Крім того, такий носій може викликати механічне пошкодження фоторецептора.
Для того, щоб тонер не переносився на слабкозаряджені ділянки фоторецептора, на магнітний вал подається напруга зсуву близько 100-500 В, знак якої співпадає із знаком заряду на фоторецепторі. За рахунок цього сила тяжіння тонера до валу збільшується, і тонер не переноситься на слабкозаряджені ділянки. Регулюючи величину напруги зсуву можна регулювати насиченість копії, наприклад для створення хорошої копії з поганого оригіналу. Сучасні апарати звичайно самі досить добре регулюють якість копії, практично не вимагаючи втручання оператора.
Однокомпонентний прояв звичайно використовується в апаратах малого класу і лазерних принтерах. В цьому випадку потрібен тонер іншого складу. Звичайно такий тонер коштує дорожче. Однокомпонентний прояв не передбачає наявність носія. В цьому випадку тонер виготовляється із суміші частинок магнітного матеріалу, полімеру і фарбника.
З бункера тонер потрапляє на магнітний вал. Над валом, на виході з бункера розташовується заряджаюче лезо (ракель), яке виконує дві функції:
- регулює кількість тонера на валу;
- заряджає частинки тонера.
Тертя частинок тонера об лезо приводить до зарядки тонера знаком, протилежним знаку заряду фоторецептора.
Перенесення тонера з валу на фоторецептор здійснюється за допомогою напруги зсуву, що прикладається до магнітного валу. В даному випадку напруга зсуву є змінною напругою з постійною складовою, яка по знаку відповідає знаку заряду фоторецептора. Під час періоду, із знаком, протилежним знаку заряду фоторецептора тонер переноситься на фоторецептор, під час періоду, із знаком, відповідним знаку заряду фоторецептора тонер з фонових ділянок повертається на магнітний вал.
Регулювання якості копій відбувається за рахунок зміни постійної складової.
Слід відзначити, що в двокомпонентній системі прояву набагато складніше досягти рівномірної заливки чорним кольором. Це пов'язано з тим, що носій не встигає прийняти досить тонера. Ця проблема розв'язується використанням двох або трьох валів, що обертаються в різні боки. Проте така конструкція збільшує вартість апарату.
Рисунок 2.31 - Фотографії тонера, значно збільшені
2.5.25 Перенесення
Процес перенесення - процес, при якому тонер переноситься на папір. Папір проходить між коротроном перенесення і фоторецептором, на якому знаходиться тонерний малюнок. Коротрон перенесення надає паперу заряд, відповідний заряду фоторецептора. У підкладці фоторецептора існує заряд, за знаком протилежний до заряду паперу. За рахунок цього папір притягується до фоторецептора.
Для того, щоб тонер переносився на папір, сила тяжіння між ним і тонером повинна бути більша за силу тяжіння між тонером і фоторецептором. Не весь тонер переноситься на папір. Тому його залишки видаляються в процесі очищення фоторецептора.
Для поліпшення якості зображення і зменшення витрат тонера в деяких апаратах здійснюється попереднє перенесення, в процесі якого послаблюється заряд фоторецептора. Для цього або фоторецептор заздалегідь освітлюється, або на коротрон перенесення подається змінна напруга.
2.5.26 Відділення
Відділення паперу від фоторецептора здійснюється як механічним, так і електричним способом.
У першому випадку використовуються або пальці відділення, що знаходяться в безпосередній близькості до фоторецептора, або ремінці, що встановлюються з одного краю фоторецептора. Кромка паперу ковзає ремінцем і потім легко відділяється від фоторецептора.
У другому випадку використовується коротрон відділення, що звичайно використовується спільно з механічними засобами. Для відділення паперу від фоторецептора на коротрон відділення подається змінна напруга. Він генерує позитивні і негативні іони. Частина з них ослаблює силу тяжіння паперу до фоторецептора, а частина - забезпечує прилипання тонера до паперу.
2.5.27 Закріплення
Після перенесення копія вже практично готова. Але зображення, одержане на папері, може бути стерто практично будь-якою механічною дією (наприклад, легким тертям). Звичайно така копія не придатна для практичного використання. Для збільшення зчеплення тонера з папером використовується механізм закріплення.
Подобные документы
Розвиток пізнавального інтересу учнів до навчання фізики у позакласній роботі з використанням дидактичних засобів у поєднанні з комп'ютерними технологіями. Можливості застосування графічних пакетів щодо електромагнітних коливань з фізики середньої школи.
курсовая работа [54,1 K], добавлен 29.10.2014Особливості проведення уроків української мови в початковій школі, їх зміст. Переваги та недоліки використання персонального комп’ютера, розробка дидактичних засобів на уроках української мови. Методика проведення уроків із застосуванням комп'ютера.
курсовая работа [470,5 K], добавлен 17.06.2009Головні психолого-педагогічні умови формування пізнавального інтересу при вивченні фізики. Вимоги до позакласної роботи з фізики, форми та методи її проведення, оцінка практичної ефективності. Аналіз позакласної навчальної програми з фізики для 11 класу.
магистерская работа [826,8 K], добавлен 27.02.2014Особливості, обґрунтування необхідності комп’ютерізації системи освіти, зміни змісту діяльності учителя, учнів, структури і організації навчального процесу. Характеристика комп’ютерних технологій, презентацій, які можна використовувати на уроках фізики.
реферат [36,7 K], добавлен 19.03.2010Методика та психолого-педагогічні особливості проведення уроків читання в початкових класах з використанням комп’ютерів та засобів мультимедіа. Переваги і недоліки використання комп’ютера на уроках у початковій школі. Дидактичні засоби для уроків читання.
курсовая работа [38,2 K], добавлен 17.06.2009Теоретичні основи використання нових інформаційних технологій в початковій школі. Вплив комп’ютера на психічне і фізичне здоров’я дитини. Проблеми та шляхи їх вирішення. Методичні рекомендації щодо використання НІТ в роботі вчителя початкових класів.
курсовая работа [48,5 K], добавлен 17.06.2009Комп’ютерні інформаційні технології як елементи системи дидактичних засобів. Ознайомлення студентів-педагогів з варіантами програмного забезпечення. Впровадження комп’ютера у навчально-виховний процес початкової школи. Використання табличної наочності.
статья [19,5 K], добавлен 15.07.2009Еволюція та сучасний стан комп'ютеризації навчального процесу. Особистісно-орієнтовна взаємодія вчителя й учнів при комп'ютерному навчанні. Переваги й недоліки використання комп’ютера у навчанні. Психолого-педагогічні проблеми комп'ютеризації навчання.
курсовая работа [77,6 K], добавлен 28.01.2011Стан комп'ютеризації процесу навчання. Методи організації навчання з застосуванням персонального комп'ютера. Технолого-економічні аспекти проблеми дистанційного навчання. Досвід використання комп'ютерний технологій для навчання інформатиці незрячих дітей.
реферат [33,6 K], добавлен 24.07.2009Поняття про програму, її запуск на виконання та завершення роботи. Основні прийоми керування об’єктами за допомогою миші. Робочий стіл комп’ютера. Введення тексту з клавіатури. Поняття "істинні та хибні висловлення". Розвиток у учнів логічного мислення.
курсовая работа [416,4 K], добавлен 20.06.2014