Вывод информации
Интерфейсом между ЭВМ и пользователем являются переферийные устройства (ПУ). Учитывая многогранность задач, решаемых с помощью ЭВМ набор ПУ также многообразен. С точки зрения решения задач ИМГ рассмотрим некоторые ПУ предназначенные для получения информации в виде твердой копии и оперативной информации в видовом представлении. На самом деле их круг по назначению и техническому исполнению значительно шире и многообразнее [ ].
Рассмотрим принципы действия следующих ПУ:
графопостроители (ГП);
электрографические, лазерные и струйные устройства;
векторные и растровые дисплеи на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ);
лазерные и индикаторные панели;
проекционные устройства.
Графопостроители
Графопостроители планшетного типа (плоттеры) представляют собой устройства, состоящие из планшета (см. рисунок 3.1), по которому по двум направлениям (Х,У) перемещается пишущее устройство (ПУ).
Рис. 3-1 ГП планшетного типа
Механизм перемещения по оси Х приводит в действие направляющую по оси У, по которой перемещается каретка с пишущим инструментом. В качестве пишущего инструмента можно использовать набор специальных чернильных перьев, выбираемый исходя из решаемой задачи. Для получения технических чертежей выбирают набор из перьев одного цвета и разной толщины ( например: 0.025, 0.005, 0.5), для других целей используют набор разных цветов (например: красный, синий, зеленый) и т.п.
Из конструкции такого ГП ясно, что его можно использовать для получения относительно небольших изображений. Более компактное устройство представлено на рисунке 3.2.
Рис. 3-2 Принтер, матрица
В качестве механизма перемещения использовались управляемые двигатели, угол поворота которых зависел от поданного на них постоянного напряжения. Для выработки этого напряжения использовались усилители постоянного тока (УПТ) на входе которых стояли цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), преобразующие цифровой код координат ПУ в постоянное малоточное напряжение.
Эти устройства были громозкими, малонадежными и обладали большой погрешностью отображения информации.
На смену им пришли шаговые двигатели (ШД), управление которыми осуществлялось непосредственно в цифровой форме. Принцип действия такого ШД следующий:
Рис 3-3 Шаровой двигатель
ротор и статор имеют 6, 12 и более обмоток (от их количества зависит точность позицирования пишущего органа). Четные (нечетные) обмотки ротора смещены относительно обмоток статора на угол . Чередуя подачу электрических импульсов на четные и нечетные обмотки, ротор будет вращаться на этот угол, т.е. делать один шаг.
Таким образом, регулируя частоту подачи импульсов и их количество можно регулировать скорость и расстояние перемещения механизма.
При использовании ШД, не смотря на дискретность перемещения, можно получить достаточно высокую точность изображения. Так в графопостроителях АП-7254 (используемых еще во времена эксплуатации ЕС и СМ ЭВМ) шаг перемещения составлял 0.025 мм. При толщине перьев с набором 0.1, 0.25 и 0.5 мм ступенчатость линий была практически неразличима.
Электрографические, лазерные и струйные устройства
Электрографические, ферромагнитные, лазерные устройства
Механические принципы работы данной группы устройств схожи. Различие заключается в физических принципах и используемых материалах.
Обобщенная схема, поясняющая принцип работы представлена на нижеследующем рисунке.
Рис. 3-4
На рисунке отмеченны:
Вращающийся барабан с определенным покрытием (полупроводник, ферромагнетик, диэлектрик и т. п.);
Устройство подготовки поверхности барабана (очистка от остатковпорошка, размагничивание электростатическая обработка и т.п.);
Устройство преобразования информации. Цифровая информация, поступающая из ЭВМ в виде растра (строка пикселов) преобразуется в физическую, в зависимости от принципа работы (магнитное поле электрическое поле, лазерный или световой луч, температура и т.д.);
Бункер с красящим порошком и определенным наполнителем (картридж);
Твердый носитель информации;
Валики для термообработки порошка;
Разрядное устройство.
Информация в виде физической неоднородности поверхности барабана (статическое поле, магнитное поле и т.п.) взаимодействует с красящим порошком, который «прилипает» к поверхности за счет наполнителя. Далее за счет разрядного устройства информация попадает на твердый носитель и порошок оплавляется валиками.