13 марта 2012
О лаборатории специальных исследований
Часть 13
К вопросу оценки ПЭМИН цифровых сигналов (продолжение)
Можно долго рассуждать на тему того, как именно строиться изображение (как распределяются микрокапли красителя, сколько микронасосов срабатывает одновременно, как двигается печатающая головка) при печати на струйных принтерах. И бессмысленно…
Дело в том, что каждая фирма – изготовитель (Canon, Samsung, HP, Lexmark и т.д.) аппаратно задаёт свои алгоритмы формирования графических элементов. Едино одно – все сигналы управления печатающей головкой поступают в неё по гибкому плоскому кабелю (шлейфу), который изгибается и следует за печатающей головкой при её движении поперёк листа. Отметим, что абсолютно так же работают большинство моделей струйных плоттеров.
Именно этот кабель и является самым «радиоярким» источником ПЭМИН в принтере (струйном).
Рисунок 42 Гибкий плоский кабель (шлейф) управления печатающей головкой
А вот в каких именно его проводниках идут сигналы управления микронасосами печатающей головки – придётся устанавливать экспериментально. И какую именно компоненту поля прежде всего искать – электрическую (если управление микро насосами, например – пьезоэлектрическими) или магнитную (для «термо» головок), придётся выяснять отдельно. Как и конкретную структуру сигналов в этом кабеле, даже при самом простом тест-режиме «пиксель через пиксель». Поэтому осциллограф в руки, подключайтесь к разъёму плоского кабеля и да не оставят Вас своею милостью боги специсследований!
Кстати, если есть свои боги почти у всего, то почему бы им не быть и для области специальных исследований??? Почему бы таковым не считать, например, Одина?
Судите сами:
«Один — бог волшебства и мудрости, который ради знания неоднократно приносил в жертву собственное тело: первый раз — пожертвовав свой глаз, во второй — распнув себя на стволе Иггдрасилля. Таким образом, он достиг просветления, добыл и даровал асам, ванам, гномам, альвам, гигантам и людям смысл рун. Им же рождены многие искусства, включая поэзию. На плечах у него сидят два ворона: Гугин и Мунин, а у его ног лежат волки Гери и Фреки. Гугин и Мунин каждый день облетают землю, а Гери и Фреки каждую ночь обегают её и рассказывают своему хозяину обо всем, что они видели и слышали»
Чем не «СИшник», которому и надо быть мудрым и, порою, волшебником? Он же «кладёт на алтарь» всё своё умение, знания, чуть ли не «живот», ради «нескольких строк в Протоколе» ;) А его измерительные приборы - чем не «вороны» и «волки», кстати те самые, которых «ноги кормят».
Впрочем, вернёмся к сути.
Понятно, что заранее, «а priori» задать для расчёта результатов, тактовую частоту и длительность импульса не получится. Надо измерить оба параметра именно для выбранного тест-режима и никак иначе. Благо, частоты невелики и для этого пригоден, практически любой осциллограф с нормальным кабелем-пробником. Нужно только учесть, что осциллограф измеряет (визуализирует) напряжение. А в токовых цепях (например, для термоголовок), напряжение сигнала может быть невелико и составлять всего десятки-сотни мВ. Следует учитывать и возможность дифференциальной подачи управляющих сигналов. В этом случае полезен пробник с дифференциальным входом. Подключение к проводникам кабеля осуществляется при (строго!) выключенном и обесточенном принтере. Либо к «pin» его разъёмов, либо к самим проводникам (токоведущим жилам» кабеля около неподвижного разъёма. Это уже «технология»…
Сам тест-режим, как правило, остаётся тем же, традиционным, «пиксель-через-пиксель). Только при этом принтер печатает полосы, высотой в одну печатную строку. Каждая полоса состоит из вертикальных чёрных и белых полосок. А вот в сколько перемещений (микросдвигов) головки печатается «чёрная» полоска, сколько фильер (дюз) срабатывает одновременно надо выяснять, анализируя сигналы в шлейфе головки, изучая документацию на принтер и т.д. Это важно, так как будет определять «тактовую частоту». Не исключён вариант, когда собственно чёрная полоска печатается в 2?3 микросдвига головки разно расположенными фильерами, а передвижение головки к следующему знакоместу (следующей чёрной полоске) будет занимать иное время. То есть структура сигнала будет иметь во времени следующий вид (рисунок 42).
Рисунок 43 Ожидаемая осциллограмма в шлейфе головки струйного принтера
В этом случае и структура ПЭМИН (спектр) будет «линейчатым», с расстояниями по частоте между компонентами спектра, соответствующими выявленным периодам импульсов и периодом следования «пакетов». Это поможет Вам обнаружить компоненты ПЭМИН, заранее зная частоты, на которых их искать.
Рисунок 44 Участок спектра ПЭМИН от шлейфа головки струйного принтера
В заключение «эссе» о струйных (впрочем, и о лазерных!) принтерах упомянем, что сигналы управления микро насосами печатающей головки надо искать (измерять, рассчитывать) как в эфире (по «Е» и «Н» компонентам), так и в отходящих линиях (если они имеют выход за пределы КЗ или от них возможна наводка на линии, имеющие выход за пределы КЗ). Тактовые частоты этих сигналов, обычно, составляют десятки кГц. Пример приведён на рисунке 44.
При проведении СИ весьма характерным признаком того, что выделенный сигнал именно «то самое», служит плавное нарастание и спадание уровня ПЭМИН синхронно с движением каретки печатающей головки. Особенно это заметно на «Н» компоненте. Как правило, при этом «рамка» размещается над принтером, посередине и её плоскость перпендикулярна направлению движения каретки.
Перейдём к принтерам лазерного типа. В их интерфейсе и обработке сигналов в сигнальном процессоре нет ничего, отличающегося от струйных принтеров, что заслуживало бы отдельного рассмотрения. А вот печатающий узел у них совсем иной.
Устройство этого узла более чем достаточно освещено в литературе. Поэтому обратим внимание на то, что важно именно для СИ. Нам абсолютно необходимы тактовая частота импульсов управления лазерным диодом (полупроводниковым лазером) и длительность этих импульсов. Разумеется, потратив кучу времени, почти разобрав сам принтер, можно добраться до самого диода и подключить к его выводам пробник осциллографа. Если мы сумеем запустить принтер в таком, «хирургически вскрытом» состоянии, то проблема решена. Все нужные параметры сигнала измеряются непосредственно и точно (лучше применять дифференциальный вход пробника).
Возможно ли обойтись без такой, не очень простой и очень длительной «операции»?
Можно, с разумной степенью точности. Именно с той точностью, с которой удастся выполнить нижеследующие действия (особенно хронометраж процесса печать в избранном тест-режиме).
Луч лазера, «разворачиваемый» по горизонтали на поверхности печатающего барабана вращающимся многогранным зеркалом или призмой, прочерчивает строку за строкой с одной и той же скоростью. Задавая режим печати мы устанавливаем и горизонтальное (число «пискелей», обычно на 1 дюйм, в строке) и вертикальное (число строк на дюйм) разрешение печати.
Если провести хронометраж процесса печать (возможно и считать число листов в минуту где-то в параметрах принтера), то можно вычислить, сколько строк печатается в секунду. Соответственно, это количество «пакетов» импульсов управления лазером, равное числу строк.
А в каждом пакете столько импульсов, сколько «пикселей» уместится в одну строку (горизонтальное разрешение/2* число дюймов в горизонтали формата А4 с учётом полей; например 600/2*7,87= 2362). Это число импульсов в одном «пакете» (строке).
Предположим, что лист печатается за 10 с (5 листов в минуту и учитываем паузу на подачу следующего листа, данные условные!). Тогда за секунду будет отпечатано (при вертикальном разрешении те же 600 dpi, только уже без «белых» пикселей!) 297-10 мм; 287/10=28,7 мм; 600*(28,7/25,4)= 678 (строк).
Тогда тактовая частота находится простым перемножением двух полученных чисел:
2362*678=1601325
То есть частота импульсов в лазерном диоде должна быть в районе 1,6 Мгц. Там её и будем искать, равно как и на частотах, кратных вычисленной.
Сразу предупрежу, что отыскать удаётся редко. Ток в современных лазерных диодах невелик (высокий КПД), напряжение в цепи и того меньше, проводники весьма короткие. Но искать нужно, хотя бы для того, чтобы иметь право утверждать, что сигналы от этого узла ниже уровня помех. Размещение антенны индивидуально для каждого типа принтера, как и её ориентация в пространстве.
Вот, собственно, и всё о СИ принтеров.
Другие узлы и устройства ПЭВМ в последующих публикациях.
Продолжение следует
