Устройство для записи и воспроизведения высокочастотной информации

Устройство для записи и воспроизведения высокочастотной информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н- И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (1и720503

Союз Советски к

Социалистически к

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.0?.76 (21) 2391487/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл2.

G 11 С 7/00

Гасударственные комитет

СССР

No делам изобретений и открытий (53) УДК 681 327..67 (088.8}

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80

О. И. Бабич, Е В. Балашова, А. А. Добровольский, В. В. Леманов, Н. Ф. Осауленко, В. Н. Паслен, И. М. Почерняев, Б. А. Ходоренко и А. Б. Шерман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к технике записи и воспроизведения высокочастотных сигналов и может быть использовано в аппаратуре электроннолучевой записи широкополосной информации.

Известны устройства электроннолучевой записи, в которых в качестве запоминающей среды использован термопластическим носитель (1).

Известны также устройства записи, в которых запоминающей средой служит кристалл. К ним относятся устройства записи, принцип действия которых основан на использовании пьезоэлектрического эффекта (2) .

Устройства записи с кристаллической запоминающей средой лучше термопластических, так как кристаллические запоминающие среды более однородны, обладают большей чувствительностью и дают возможность считывания в электрический сигнал.

Существенный недостаток, присущий устройствам записи с кристаллической запоминающей средой, заключается в низкой плотности, связанной с большим количеством выходных преобразователей.

Увеличить плотность записи позволяют устройства записи информации на кристаллические запоминающие среды, принцип действия которых основан на использовании электронного луча, промодулированного по интенсивности в соответствии с записанной информацией. Запись производится на сегнетоэлектрических илн многослойных полупроводниковых пластинах, предварительно поляризованных внешним электрическим полем. Известное устройство записи состоит из электроннолучевой трубки и запоминающей среды, выполненной в виде слоис15 тых ячеек, каждая из которых представляет собой слоистую структуру, содержащую проводящий задний слой, полупроводниковый диэлектрический, обогащенный примесями из поляризующегося материала, а также проводящий фронтальный слой. Принцип записи основан на образовании зон пространственного заряда в полупроводниковом слое в непосредственной близости от границы диэлектрик-полупроводник в области

720503

s5 ячеек, выборочно нагретых электронным лучом .в соответствии с информацией, подлежащей записи. После охлаждения диэлектрического слоя заряды, сформированные на границе слоев, «замораживаются» в ячейках, предварительно нагретых электронным лучом, в результате чего в полупроводниковом слое формируется «рисунок» зон пространственного заряда, представляющий записанную информацию. При последующем считывании используется считывающий электронный луч, проникающий в зону пространственного заряда полупроводникового слоя, где он формирует носители заряда электрон-дырки. В зонах пространственного заряда под действием электронного луча возникает увеличенный ток, в результате чего реализуется считывание информации, записанной в запоминающей среде (3).

В известном устройстве в одной слоистой ячейке может быть записан лишь один элемент записи. А так как размеры слоистых ячеек являются достаточно большими, то отсюда очевиден недостаток известного устройства — невысокая плотность записи, ограниченная размерами слоистой ячейки.

Считывание информации происходит посредством тонкого электронного луча, коммутирующего слоистые ячейки. Для достижения значительной достоверности считывания необходимо точное попадание электронного луча в область пространственного заряда слоистой ячейки по всей длине строки записи, что весьма сложно из-за пространственных перекосов электронного луча во время считывания, которые вызваны нестабильностью и нелинейностью развертки электронного луча, Отсюда очевиден еще один недостаток — низкая достоверность считывания информации.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет повышения плотности записи и увеличения достоверности воспроизведения информации.

Поставленная цель достигается тем, что запоминающая среда (мишень) выполнена из диэлектрика, обладающего пьезоэлектрическим эффектом, например кварца, а устройство содержит формирователи акустической волны.

На чертеже изображен общий вид устройства.

Устройство содержит электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 1 с электронно-оптической системой 2, состоящей из электронной пушки 3, электромагнитной линзы 4 и отклоняющих плоскостей 5, мишенью 6, выполненной в виде пластины из пьезодиэлектрика с поглотителями 7 и формирователями 8, 9 акустической волны, подключенными к источнику входного сигнала (на череже не показан) с помощью высокочастотных вакуумных вводов 10 и 11.

16

1s гв и

36

ss

46

Записываемый сигнал поступает через высокочастотный ввод 10 на формирователь

8, в котором высокочастотная электромагнитная волна преобразуется в поверхностную волну, распространяющуюся по поверхности мишени 6, выполненной из диэлектрика, обладающего пьезоэлектрическим эффектом, например, кварца. Возбужденная акустическая волна распространяется в кварце со скоростью V, = 3000 м/с и проходит образец длиной 1 = 60 мм зао вуеуя т — — — — — — —" — — — 20 мкс 6 ° олооо

До истечения 20 мкс с момента поступления информации на формирователь 8, электронный луч 12 пробегает поверхность кварцевой пластины, начиная с формирователя 9 и кончая формирователем 8 за время т луча.

Оно выбрано с таким расчетом, чтобы электронный луч экспонировал расстояние порядка длины акустической волны

Х = — =. — - - — — 100 мкм з 3000 в 30 Уо (где f =. 30 мГц — частота записываемого сигнала) за время значительно меньшее, чем период волны записываемого сигнала.

Тв — — — — — 33 нс, т. е. электронный луч дол1в жен пробегать расстояние=100 мкм за время

5 нс. Последнее условие вводится затем, чтобы за время экспонирования электронным лучом конфигурация акустической волны оставалась неизменной. После экспонирования поверхности кварца электронным лучом на ней генерируются вторичные электроны, энергия которых имеет величину порядка нескольких электрон-вольт.

Известно, что упругая поверхностная волна в пьезоэлектрике сопровождается пьезоэлектрическими полями с той же временной и пространственной периодичностью.

Поэтому траектории вторичных электронов зависят от распределения электрического потенциала этих полей, величина которого для 100 mw/ñì акустической мощности также порядка нескольких вольт у поверхности пьезоэлектрической пластины. Вторичные электроны, которые возвращаются на нее, собираются в областях с положительным потенциалом, образованным акустической волной, обеспечивая таким образом запоминание записываемой информации. Как показали опыты, время жизни неоднородно распределенного заряда превышает 10 с.

Такое время жизни связано с захватом электронов в глубинных ловушках в кристалле кварца.

Считывание записываемой информации происходит посредством обратного пьезоэффекта. Электрическое поле, образованное поверхностными зарядами, вызывает механические напряжения в запоминающей среде.

Под действием электронного луча электрический потенциал записанных зарядов закорачивается на очень короткое время, что

720503

Формула изобретения

Составитель И. Загнианко

Редактор Н. Веселкина Техред К. Шуфрнч Корректор В. Бутяга

Заказ 10227/38 Тираж 662 Подписное

U,H И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П к Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 приводит к появлению двух акустических волн, распространяющихся по поверхности мишени 6 в противоположных направлениях.

Прямая акустическая волна, т. е. волна, распространяющаяся в направлении оси Х, преобразуется формирователем 9 в электромагнитную волну, являющую особое точное изображение записываемого сигнала.

Обратная акустическая волна также преобразуется формирователем 8 в электромагнитную волну, представляющую собой временно-инвертированное изображение записываемого сигнала. Во избежание отражений на краях мишени 6 расположены поглотители 7. При описанном выше способе считывания происходит одновременное стирание записанной информации.

Предлагаемое устройство обладает высокой плотностью записи, которая ограничивается лишь длиной акустической волны, поскольку единичный элемент записи L = " и увеличивается с повышением частоты записанного сигнала, например:

= ЗОМгц; Ав, —— 100 мкм;

f =; 3.6 — — 10 мкм;

Li = 50 мкм.

Ь= 5мкм; и

Заявленное устройство обладает высокой достверностью при воспроизведении информации, поскольку для того, чтобы воспроизвести одиночный элемент записи, необходимо лишь частично разрядить его электрический потенциал на поверхности, поэтому здесь не играет существенной роли незначительное отклонение электронного луча от строки.

Кроме того, однородность свойств кристалла очень высока по сравнению с другими средами.

Современная вычислительная машина обрабатывает информацию, поступающую со скоростью примерно 1 Мбит/с. От РЛС же поступает информация со скоростью

60 Мбит/с. Для того, чтобы такую информацию ввести в ЭВМ, необходимо произвести трансформацию спектра. Это и достигается посредством заявляемого устройства за счет уменьшения скорости развертки электронного луча при считывании до соответствующей величины.

Устройство для записи и воспроизведения высокочастотной информации, содержащее источник входного сигнала и электроннолучевую трубку с мишенью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет повышения плотности записи и увеличения достоверности воспроизведения информации, оно содержит формирователи акустической волны, подключенные к источнику входного сигнала и установленные на мишени, выполненной из пьезодиэлектрика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 447857, кл. Н 04 N 5/82, 1971.

2. Патент США № 3535686, кл. G 11 С 11/21, 1966.

3. Патент США № 3701979, кл. G 11 С 11/42, 1975 (прототип).