Голографическое считывающее устройство Советский патент 1991 года по МПК G11C11/42 

низкая надежность считьшания информации

в устройстве источником ошибок при считывании является разброс параметров субголограмм, вызванный как локальными свойствами записывающей среды, так и влиянием конкретного характера информации (хеминговского веса матрицы) на от.ношение сигнал/ /шум в восстановленной субголограмме Наряду с этим в устройстве имеется реальная вероятность полной потери страницы информации при считьшании из-за действия различных дестабилизиругощих факторов на систему адресации,- поскольку структура устройства не позволяет производить проверку адреса считываемой субголограммы, Это приводит к тому, что становится возможной считывание голограммы с адресом,,, не соответствующим заданному,

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предложенному является голографичес- кое. считьшающее устройство, состоящее из оптичес5 и последовательно связанных лазера, матри1чы голограмм, объектива считьшания, связанного с первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых подключены соответственно через первый и второй уси лители считывания к входам компаратора, а также блока обработки информации, один из выходов которого соединен с блоком отображения, а другой через блок вьщеления сигнала адреса с блоком сканирования, связанным через механический привод с матрицей голограмм, при этом тактирующие входы блока обработки информации, блока выделения сигнала адреса, а также управляющие входы фотоприемных блоко подключены к блоку управления,

В данном устройстве на каждой субг ; голограмме, кроме основной информации, записьшается служебная информа- I ция, содержап:ая ключевое кодовое 50 слово (признак адреса субголограммы) и эталон плотности (признак количест- ва информации на данной субголограмме) ,1 Перед началом цикла считьшания инфор- мации адресное ключевое слово, за- 55 писанное на служебной части субголо- ; граммы, считывается вторым фотоприем-, ным блоком и поступает в блок вьщелеНИН сигнала адреса, где происходит; i

сравнение адреса выбранной субголограммы с заданньп-f.

Во время считывания информационной части субголограммы порог срабатывания усилителей считьшания регулируется по сигналу второго фотоприемного блока, который считывает зта- лон плотности, записанный на служебной части субголограмны.

Недостатком устройства является низкая надежность из-за недостаточной достоверности преобразования оптической информации в электрическую о

Поскольку в реальных фотоприемниках всегда имеет место некоторый разброс параметров и последние неодинаково изменяются под действием температуры, в электрическом канале тракта . . считывания возникает погрешность в установке порога срабатывания усилителей считьшания, Далее ввиду того что хеминговский вес информационной страницы каждой субголограммы есть величина случайная, отношение сигнал/ /шум в оптическом тракте изменяется от голограммы к голограмме, поскольку по эталону плотности регулируется только электрический канал,

Цель изобретения - повьш ение на- , дежности устройства.

Для достижения указанной цели в ; устройство, состоящее из лазера, .матрицы голограмм, оптически связанной через объектив считывания с-первьм и вторым фотоприемными блоками, выходы которых соответственно через первый и второй усилители считывания электрически связаны с входами компаратора, блока обработки информации, один из выходов которого соединен с блоком отображения, другой через блок вьщеления сигнала адреса - с блоком сканирования, связан через механический привод с матрицей голограмм, и блока управления, соединенного с тактирующими входами блока обработки информации, блока вьщеления сигнала адреса и управляющими входами первого ; и второго фотоприемных блоков, введены усилитель постоянного тока, блок памяти, инвертор, интегратор, блок компенсации разброса оптических сигналов, электрооптический модулятор и коммутатор, информационный вход которого соединен с выходом компаратора, а тактирующий - с блоком управления, причем первый выход коммутатора подключей к блоку обработки информации, второй через блок памяти - к входу усилителя постоянного тока, -выход которого непосредственно соединен с управляющим входом первого усилителя считывания и через инвертор - с управляющим входом второго усилителя считьшания, подключенного через интегратор и блок компенсации разброса оптических сигналов к электрооптическому модулятору, который оптически связан с лазером и матрицей голограмм, а управляющие входы блока , компенсации разброса оптических сигналов и блока памяти подключены к блоку управления

На чертеже изображено устройство, содержащее лазер 1, электрооптический модулятор 2, матрицу голограмм 3, объектив считьшания 4, первый фотоприемньщ блок 5, первый усилител считывания б, второй фотоприемный блок 7, второй усилитель считьшания 8, компаратор 9, коммутатор .10, блок обработки информации 11, блок отображения 12, блок компенсации разброса оптических сигналов 13, механический привод 14, инвертор 15, усилитель постоянного тока 16, блок памяти 17, блок вьщеления сигнала адреса 18, интегратор 19, блок управления 20, блок сканирования 21 .

Лазер 1 последовательно оптически связан с электрооптическим модулятором 2, матрицей голограмм 3, объективом считьшания 4, первым 5 и вторы 7 фотоприемными блоками. Фотоприемны блоки 5 и 7 через усилители считьшаг иия 6 и 8 связаны с входами компаратора 9. Выход компаратора 9 соединен с информационным входом коммутатора 10, первый выход которого связан с блоком обработки информации П, а второй - с блоком памяти 17. Один из выходов блока обработки информации соединен с блоком отображения 12, другой - с блоком вьщеления сигнала адреса 18, выход которого через блок сканирования 21 и механический привод 14 связан с матрицей голограмм Зо Выход блока памяти подключен к усилите,лю постоянного тока 16, выход которого связан с управляющим входом пу-рвого усилителя считьшания 6 и инв.ертором 15. Выход инвертора J5 связан с управляю1чим входом второго усилителя считьшания В. Управляющие вхрды блока компенсации разброса

оптических сигналов 13 и блока памяти 17 подключены к блоку управления 20,;В данном устройстве блок памяти 17 представляет собой совокупность интегрирующей цепи, буферного усилителя с большим входным сопротивлением на транзисторе КП 305Ж и цепи сброса (разряда) с диодом КД 516.

Усилитель постоянного тока - на микросхеме К 140 УД8.

В качестве инвертора J5 используется операционный усилитель К 140 УДК Такая же микросхема в другом включении используется в качестве интегратора 19.

Блок компенсации разброса .оптических сигналов 13 собран по схеме. регулируемого стабилизатора постоянного напряжения на транзисторах КТ 603, .КТ 808.

Электрооптический модулятор 2 представляет собой кристалл танталатта лития с нанесенными на него про- 5 водящими электродами. В кристалле

используется поперечный электроопти ческий эффект. Полуволновое напряжение модулятора - 120В.

Коммутатор IО - диодная переключающая схема, лазер 1 - типа ЛГ-58, матрица голограмм 3 - фотоноситель (среда записи) с размещенными на нем субголограммами. Объектив считьшания вьтускаемый промышленностью оптический прибор с соответствующим фокусным расстоянием, фотоприемные блоки 5, 7 - выпускаемые промьшшенностью матричные фотоприемники, усилители считьшания 6,8- операционные, усилители К 140 УД1А, компаратор 9 на микросхеме КПС 102, блок обработки информации 11 - логическое устройство, включающее пересчетные схемы, преобразователи кодов и дешиф- с ратбры, собрано на микросхемах серий

К155 и К516. Блок отображения 12 дисплей, выпускаемью промьшшенностью, типа Кварц. Механический привод 14 - линейный двигатель,-вьтускаемый 0 промьшшенностью для привода координатографов о Блок вьщеления сигнала адреса 18 - логическая схема, включающая дешифраторы и сумматоры по модулю два, выполнена на цифровых MHTJ кросхемах серии 155. Блок сканирования 21 - Линейная схема генерации импульсов переменной частоты и амплитуды, обеспечивающая необходимый режим работы механического привода. 9 Собран на транзисторах КТ 603, КТ 90 и линейных микросхемах серии К 118. Блок управления 20 - логический блок включающий схемы генерации, пересчет и распределения импульсов, собран на микросхемах серии К 155 Работает устройство следующим образом ( Перед началом цикла считывания с бло ка управления 20,который связан с 3BM,ji ступает код адреса голограммы, подле жащей считьюанию, в блок вьщеления сигнала адреса .18, В блок сканирования 21 поступает команда, по которой блок сканирования управляет работой механического привода J4 таким образом, что матрица голограмм 3 перемещается в позицию, соответствующую заданному адресу. После этого с блока управления 20 подается управляющи сигнал на второй фотоприемный блок 7, по которому производится считьшание ключевого слоЬа, записанного на служебной части восстановленной суб- голограммы. Сигнал с второго фотоприемного блока 7 через второй усилитель считьшания 8, компаратор 9 поступает на коммутатор 10, В нормал ном положении первый выход коммутато ра 10 соединен с его входом,,, в результате открьшается путь для сигнал второго фотоприемного блока в блок обработки информации II к далее в блок выделения сигнала адреса 18, где происходит сравнение ключевого адресного слова восстановленной субголограммы с заданным адресом (ключе вым словом).Если ключевые слова совпадают, с блока управления 20 поступает команда на блок компенсации разброса оптических сигналов 13, по которой на выходе блока вырабатьшает мя напряжение, смещающее рабочую точку электрооптического модулятора 2 в область максимальной экстинкции, после чего при наличии разрещающего сигнала как на первом 5, так и на втором 7 фотоприемных блоках фиксиру ется величина сигнала на выходе Компаратора 9. Вход коммутатора 10 при этом соединен с вторым выходом,- сигнал с компаратора 9 поступает в блок памяти 17, и величина его на выходе данного блока в дальнейшем не меняет ся в течение всего цикла считьшания. По сигналуJ хранящемуся в блоке памя ти 17, подается корректирующее напря жение на управляющие входы усилителе 8 считывания 6, 8. При этом корректирующее напряжение на один из усилитеей подается через инвертор, на ругой - непосредственно, поэтому прр зменении величины корректирующего апряжения происходит изменение коэфициента усиления одного из усилитеей считьшания и противоположное коэффициента усиления другого усилителя о В результате достигается баланс коэффициентов усиления усилителей считывания 6, 8, при котором сигналы на входах компаратора 9 при отсутствии информации на входах фотоприемиых блоков 5, 7 имеют одинаковую величину. Далее с блока управления 20 поступает сигнал в блок компенсации разброса оптических сигналов 13, по которому рабочая точка электрооптического модулятора 2 смещается на середину линейного участка характеристики, на второй фотоприемньш блок 7 и первый фотоприемный блок 5 подается разрешающий сигнал. Второй фотоприемный блок при этом производит считывание эталона плотности, по величине сигнала на выходе которого, поступающего через усилитель 8, интегратор 19 в блок компенсации разброса оптических сигналов 43, вырабатывается корректирующее напряжение, смещающее рабочую точку электрооптического модулятора 2 таким образом, чтобы обеспечить необходимую интенсивность восстанавливающего луча, требуемую для данной субголограммы После этого происходит считывание информационной части субголограммы при помощи первого фотоприемного блока 5, После окончания цикла считывания С блока управления на фотоприемные блоки 5, 7 подается запрещающий сиг- нал, на блок памяти - сигнал стирания, на коммутатор 10 - сигнал, по которому его вход соединяется с первым выходом, а на блок компенсации разброса оптических сигналов 13 сигнал, смещающий рабочую точку электрооптического модулятора на середину линейного участка характеристики. Устройство готово к поиску и считыванию следзгющей субголограммы, В устройстве не предъявляется Tpej-j бований к идентичности характеристик фотоприемных блоков, в частности к совпадению величин их темновых токов и одинаковой их зависимости от температуры, поскольку разброс параметров автоматически компенсируется изменением баланса коэффициентов усиления первого и второго усилителей считывания, осуществляемым по сигналу на выходе компаратора в момент отсутствия оптических сигналов на входах фотоприемных блоков. Внешние факторы, которые одновременно действуют как на первый, так и на второй фотоприемные блоки, также не оказывает влияния на работу устройства, поскольку их действие в конечном счете сводится к изменению соотношения сигналов на выходах фотоприемных блоков, которые также компенсируются сигналом, подаваемым с усилителя постоянного тока на управляющие усили гелей считывания. Уменьшение вероятности ошибки и соответствующее поБЬШ1ение надежности устройства осуществляется также за счет того, что каждой субголограмме с определенной плотностью записи и хеминговским весом страницы информации соответствует интенс1шност восстанавливающего луча, обеспечивающая максимальное отношение сигнал/шум в оптическом канапе,

Таким образом, устройство позволяет устранить влияние разброса параметров фотоприемных блоков, а осуществить адаптацию интенсивности восстанавливающего луча по хеминговскому весу страницы информации о

ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ СЧИТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее лазер, матрицу голограмм, оптически связанную через объектив считывания с первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых соответственно через первый и второй усилители считывания подключены к входам компаратора, блок обработки информации, первый выход которого подкл:очен к блоку отображения, а второй выход блока обработки информации через блок выделения сигнала адреса подключен к блоку сканирования, связанному через механический привод с матрицей голограмм, блок управления, подключенный к тактирующим входам блока обработки Изобретение относится к области вычислительной, техники и может быть использовано в системах накопления и обработки больших .массивов инфор.мации, в частности в ЭВМ с гологра-., фической памятью.. Известно устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные лазер, плоские информации и блока вьщеления сигнала адреса и к управляющим входам первого и второго фотоприемных блоков, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности устройства, в него введены усилитель постоянного тока, блок памяти, инвертор, интегратор, блок компенсации разброса оптических сигналов, электрооптический модулятор и коммутатор, информационный вход которого соединен с выходом компаратора, а тактирующий - с блоком управления, причем первый вход коммутатора подключен к блоку обработки информации, второй через блок памяти - к входу усилителя постоянного тока, выход которого непосредственно соединен с управляю(Л щим входом первого усилителя считьшания и через инвертор - с управляющи входом второго усилителя считьшания, подключенного через интегратор и блок компенсации разброса оптических сигналов к злектрооптическому модулятору, который оптически связан с лазе:л ю э ром и матрицей голограмм, управляющие входы блока компенсации разброса оптических сигналов и блока памяти подключены к блоку управления. : и сферические зеркала, нейтральный оптический клин, два фотоприемных блока и электрически связанные первый и второй логарифмические усилители, решающее устройство, блок индикации и затвор. . Недостатками устройства являются громоздкоеть функциональной схемы.