Электроннолучевое устройство для записи и считывания информации Советский патент 1984 года по МПК H01J29/08 

О 00

о 4;

Изобретение относится к технике накопления информации и может быть использовано в устройствах для записи и считывания информации с помощью электронного луча.

Известно устройство для считывания информации с помощью лазерного луча, содерж-ащее оболочку, носитель в форме диска с оптически прозрачной основой и металлическим покрытием, механизм его перемещения, излучатель, расположенный с одной стороны носителя, и приемник излучения, электрически связанный с преобразователем. Излучатель выполнен на основе л азера со сложными системами фокусировки и слежения за дорожкой носителя, в качестве приемника излучения использован фотодетектор, электрический сигнал с которого преобразуется при помощи электрической схемы, соединенной с антенным входом телевизионного приемника Однако это устройство только воспроизводит информацию, характеризуется сложностью конструкции, недостаточной надежностью и высокой стоимостью. Наиболее близко к изобретению электрон но-лучевое устройство для записи и считывания информации, содержащее заключенный в вакуумированную оболочку электронный прожектор, а также носитель информации в виде металлической ленты, размещенной на приемной и подающей катущках перпендикулярно направлению электронного луча, и устройство для транспортирования ленты 2. Однако носитель информации расположен в дополнительной съемной секции, что приводит к необходимости работы трубки с непрерывной откачкой. Устройство характеризуется значительной сложностью, малой информационной емкостью за счет малой разрещающей способности носителя информации и высокой стоимотью, срок хранения информации составляет несколько десятков часов. Целью изобретения является повыщение информационной емкости, увеличение срока хранения информации и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что электронно-лучевое устройство для записи и считывания информации, содержащее заключенный в вакуумированную оболочку электронный прожектор, а также носитель информации в виде металлической ленты, размещенной на прие.мной и подающей катушках перпендикулярно направлению электронного луча, и узел для транспортирования ленты, содержит ферромагнитный экран со щелью для прохождения электронного луча и приемный электрод, расположенный напротив щели экрана с обратной стороны металлической ленты и изолированный от нее, причем последняя размещена в единой оболочке с электронным прожектором.

Отделение электронного прожектора от остального объема вакуумированной оболочки ферромагнитным экраном при одновременном размещении внутри этой оболочки металлической ленты с катушками и приемного электрода позволяет исключить непрерывную откачку прибора, существенно упростить конструкцию устройства (нет оптического объектива, фотокатода, электронного затвора, дополнительной фокусирующеи катушки, стирающего прожектора и т. д), повысить срок хранеЬия ин- , формации. Последнее достигается заменой записи информации на ленте с помощью электрических зарядов, что имеет место у известного устройства (время хранения несколько часов), на запись за счет высоких плотностей тока в сфокусированном острие луча, который сублимирует металлическую ленту в виде отверстий одного диаметра с модулированной последовательностью (т. е. осуществляется частотно-импульсная модуляции по отклонению электронного луча). Уменьщение диаметра сфокусированной части острия луча, являющегося инструментом записи, существенно повыщает информационную емкость устройства за счет уменьшения размеров элементов записи, при это.м ферромагнитный экран обеспечивает исключение влияния электромагнитных полей, создаваемых устройством для транспортирования ленты, на формирование электронного луча. На фиг. 1 представлено электронно-лучевое устройство для записи и воспроизведения звуковой стереоинформации; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - электронно-лучевое устройство для записи и воспроизведения видеоинформации; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - наконечник обоймы, Электронно-лучевое устройство для записи и воспроизведения звуковой стереоинформации (фиг. 1) содержит вакуумированную оболочку 1, в которой размещен электронный прожектор 2, отделенный от остальногообъема оболочки ферромагнитным экраном 3 со щелью 4 для прохождения электронного пучка, а также обойма 5, в которую вставлены приемная 6 и подающая 7 катущки с металлической лентой 8, расположенной между электронным прожектором и приемным электродом перпендикулярно направлению электронного пучка, концы ленты закреплены на барабанах катущек, снабженных узлом для транспортирования ленты. Электронный прожектор 2 собран на щтабиках 9 и состоит из катода 10, управляющего 11 и ускоряющего 12 электродов, первого 13 и второго 14 анодов, вертикально отклоняющих 15 и горизонтально отклоняющих 16 пластин. Для направления движения ленты в поперечном направлении использованы направляющие стойки 17. К нижней части каркасов катушек присоединены полые роторы 18 малооборотного синхронного микродвигателя с электромагнитным редуцированием скорости. Вывод информации осуществляется с помощью приемного электрода 19, установленного напротив электронного прожектора и изолированного от ленты 8. Напряжение питания электродов устройства подается на впаянные вакуумплотные контакты 20-22, электрически соединенные с обоймой 5. Устройство работает следующим образом. При поступательном движении носителя металлической холоднокатанной ленты 8 (например, из сплавов 79НМ или 74 НМД толщиной 1,5 мкм с допускаемым отклонением по толщине +0,15 мкм ТУ 14-1-130675) электронный луч, сфокусированный электронным прожектором 2, совершает за счет пилообразного напряжения на отклоняющих пластинах 15 отклонение в поперечном направлении и производит по ширине дорожки запись строки информации. Запись производится за счет высоких плотностей тока в сфокусированном острие луча при положительном напряжении на ленте 8. Острие луча сублимирует ленту в виде отверстий одного диаметра с модулированной последовательностью, которую обеспечивает модулятор частотной модуляции, изменяющий нарастание пилообразного напряжения на генераторе, т. е. осуществляется частотно-импульсная модуляция по отклонению электронного луча. В момент записи элемента информации рост пилообразного напряжения прекращается на время, равное величине импульса с генератора и необходимое по длительности для сублимации элемента записи. При воспроизведении (считывании) информации электронный луч прожектора 2 не модулируется по отклонению, т. е. изменению нарастания пилообразного напряжения, а с постоянной скоростью сканирует по записанной дорожке ленты. За счет снижения положительного потенциала на металлической ленте мощность луча уменьшается. В режиме воспроизведения на приемный электрод 19, стоящий за лентой 8, по дают большее положительное напряжение, чем на ленте. Электронный луч с диаметром сфокусированного пятна, равным диаметру записанного элемента, последовательно сканируя в поперечном направлении относительно движения ленты, диафрагмируется отверстиями записи с частотой записанной информации. Электронный поток промодулированного электронного луча ускоряется полем приемного электрода 19. В цепи приемного электрода создается частотно-импульсный ток информации, который поступает на частотно-импульсный детектор радиосхемы. Ширина ленты 4 мм, ее длина 28Ь м, скорость при записи и воспроизведении 3,91 с.м/с, ширина записи 3 мм, ширина дорожки 20 мкм, шаг между дорожками 10 мкм, количество дорожек 100, длительность отроки записи звука 64 мкс. Общее время непрерывной записи составляет 290 ч, т. е. можно записать 300 стереопластинок по 40 мин звучания каждая. Соотношение сигнал/шум более 80 дБ. Полоса записи и воспроизведения каждого канала 30 кГц. Электронно-лучевое устройство для записи и воспроизведения видеоинформации (фиг. 3) в основном содержит те же элементы, что и устройство на фиг. 1. При этом дополнительно введена подогревная конусная шайба 23 из тугоплавкого материала с щелевым отверстием для прохождения электронного луча, на торце конусной части которой приварено никелевое кольцо 24 с нанесенным на него оксидным слоем, т. е. торец конусной шайбы является дополнительным катодом. В обойме 5 закреп.тен наконечник 25, имеющий щелевое отверстие 26, которое по высоте превып1ает размер рабочей части дорожки, обеспечиваюниш равномерный разогрев ленты в рабочей части. В основном устройство работает аналоги но описанному . Введение дополнительных конструктивных элементов объясняется требованием нагрева ленты при записи двухчасовой видеоинформации. При подаче высокого напряжения на ленту 8 .электронный поток с дополнительного катода разогревает ленту в рабочей части. При этом края ленты за счет механического контакта со сгибами наконечника 25 более холодные. обеспечивает ее механическую прочность, Кроме того, подогревная конусная шайба 23 выполняет функцию подогревателя типа новых газопоглотителей 27 и значительно уменьшает напыление продуктов сублимации ленты на электроды электронного прожектора. В процессе сублимации элементов записи происходит два процесса одновременно: выделение газа и сорбирование выделенного газа на образовавшихся в результате сублимации внутренних поверхностях эле.ментов записи (отверстий). В зависимости от качества вакуумной обработки ленты, она работает как высоковакуумный насос либо происходит некоторое выделение газа, поглощаемого титановым 27 и распыляемым 28 газопоглотителями. При этом длительность строки 64 мкс, количество импульсов записи в строке 800, шаг записи 2,5 .мкм, ширина дорожки записи 2 мм, ширина ленты 4 мм, количество полных кадров 25 в 1 с, в каждом кадре 625 строк, время записи и воспроизведения цветной видеопрограммы 2 ч, длина ленты 285 м, ее скорость при записи и воспроизведении 3,91 см/с. Габариты катушки с лентой имеют внешний диаметр 30 мм с учетом 10-15% неплотности намотки и внутренний диаметр 10 мм. Соотношение сигнал/шум более 80 дБ. Полоса записи и юспроизведения видеосигнала 6,25 мГи.

Таким образом, предлагаемое устройство не имеет сложных электромеханических узлов, характеризуется малыми габаритами, дешевым носителем и является универсальным: записывает и воспроизводит как видео-, так и звуковую информацию, а также может использоваться для долговременной памяти ЭВМ.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ 3.4ПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее заключенный в закуумированную оболочку электронный прожсжтор, а также носитель информации в виде металлической ленты, размещенной на приемной и 1Юдаюи1ей катушках перпендикулярно направлению электронного луча, и узел транспортирования ленты, отличающееся тем, что, с целью повышения информационной емкости, увеличения срока хранения информации и упрощения устройства, оно содержит ферромагнитный экран со щелью для прохождения электронного луча и приемный электрод, расположенный напротив щели экрана с обратной стороны металлической ленты и изолированный от нее. причем последняя размещена в единой оболочке с электронным прожектором.

ФигЛ

3 to П 2 /5 n 15163

ill