Организация современных звуковых карт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО "Сибирский Государственный Технологический Университет"

Факультет автоматизации и информационных технологий

Кафедра системотехники

Курсовая работа

Организация современных звуковых карт

Руководитель: Коляда А.В.

Разработал: Григорян Т.С.

2013г.

План

Введение

1. Принтер

2. Технологии 3D печати

Список использованных источников

Введение

Несмотря на то, что нас окружает разноцветный мир, в офисах до недавних пор господствовали черно-белые документы. Однако развитие технологий цветной печати коренным образом изменило эту печальную ситуацию - теперь практически в каждом уважающем себя офисе есть цветной принтер (или многофункциональное устройство), причем где-то он давным-давно вытеснил своих монохромных собратьев, а где-то уже очень серьезно наступает им на пятки.

С физической точки зрения, то, что мы воспринимаем как цвет, - это набор электромагнитных волн определенного диапазона частот (различаемого человеческим глазом). Сумма световых волн всего видимого диапазона вызывает ощущение белого цвета, отсутствие света - черного. Такая схема образования цветов именуется аддитивной и используется во всех светоизлучающих и светопринимающих приборах. Наиболее распространенная цветовая модель, построенная по этой схеме, называется RGB (Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий) по названиям трех базовых цветов, используемых в ней для образования всех прочих. В сумме красный, синий и зеленый дают белый.

Однако схема RGB неприемлема для печати, поскольку обыкновенные краски не излучают свет. Когда мы смотрим на бумагу, информацию о ее цвете мы получаем из отраженного, а не излучаемого света. Следовательно, единственным способом окрашивания в данном случае является нанесение на поверхность бумаги покрытия, которое бы задерживало световые волны, соответствующие одному цвету, и пропускало другие. Этот процесс лежит в основе субтрактивной цветовой модели, именуемой CMY (Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый). Если нанести на бумагу краски этих трех цветов, то вместе они будут задерживать свет во всем видимом диапазоне, что соответствует в нашем представлении черному цвету.

Современные технологии позволяют с высокой точностью, с наименьшими затратами и в кратчайшие сроки создавать 3D-модели. Для этих целей используются 3D, причем другие решения не обеспечивают такой же точности и скорости выполнения работ.

Темой моей курсовой работы является "3D принтер. Послойное создание (выращивание) твёрдого объекта". С помощью 3D принтеров, вы сможете посмотреть, как в объеме будет выглядеть ваш проект дома, автомобиля или всего лишь детали от него. 3D принтер - это специализированное оборудование, которое позволяет на основе 3D-модели создать физический объект. Существуют различные типы 3D принтеров, но в основе работы каждого из них лежит принцип послойного создания объекта. Результатом работы является объемная модель с максимальным разрешением и в высоком качестве. 3D принтеры уже сейчас успешно конкурируют с традиционными технологиями производства. По сравнению с производством полного цикла 3d принтеры значительно дешевле и быстрее. Кроме того, они просты в эксплуатации, и для того чтобы осуществить печать на 3D принтере, достаточно знать компьютер на уровне уверенного пользователя.

1. Принтер

Принтер - периферийное устройство компьютера, используемое для вывода информации на бумажный или пластиковый носитель.

Конструктивно принтер оформлен в виде отдельного устройства. Все принтеры имеют лоток для бумаги (или приемник для ручной подачи бумаги), кнопки управления.

На всех типах принтеров есть панель управления с несколькими (или одной) кнопками и световыми индикаторами показывающими состояние принтера: наличие бумаги, тип выбранного шрифта и др. иногда световые индикаторы заменяются алфавитно-цифровым табло, которое позволяет использовать для управления принтером систему меню и получать информацию о состоянии принтера в виде слов или условных обозначений.

Кнопки и индикаторы обычно имеют условное обозначение, которое объясняет их предназначение. принтер компьютер печать

С компьютером принтер соединяется с помощью специального кабеля с интерфейсом Centronics, новые модели принтеров снабжены интерфейсом USB, портативные принтеры, предназначенные для ноутбуков, имеют инфракрасный порт для печати документов без использования кабелей на расстоянии около 1,5 метра от компьютера.

С точки зрения процесса переноса цветов на бумагу устройства печати можно разделить на механические и немеханические.

Матричные принтеры

Матричные принтеры - старейшие из ныне применяемых типов принтеров, их механизм был изобретён в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson.

Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.

Печатающая головка следует вдоль строки будущего изображения, электромагниты выталкивают иглы, которые переносят краситель с ленты на бумагу. При цветной печати применяется многоцветная лента, на которой нанесены несколько полосок разных красителей. Для получения оттенков изображение растрируется. Высокая четкость элементов растра, низкое разрешение, относительно небольшая скорость вывода, невозможность изменения размера наносимых точек и их насыщенности - все это серьезные недостатки цветной матричной печати. Невероятная экономичность - одно из немногих ее достоинств, особенно заметное на фоне "прожорливости" цветных струйных принтеров.

Основными недостатками матричных принтеров являются монохромность (хотя существовали и цветные матричные принтеры, по очень высокой цене), высокий уровень шума, который достигает 65 дБ, очень низкая скорость работы (при печати нескольких копий недостаток скорости успешно компенсируется возможностью печати через копирку).

Интерфейсы - Стандартный двунаправленный 8-разрядный параллельный интерфейс IEEE 1284, последовательные интерфейсы RS-232 и USB.

Выпускаются также высокоскоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме по всей ширине листа.

Матричные принтеры, несмотря на полное вытеснение их из бытовой и офисной сферы, до сих пор достаточно широко используются в некоторых областях (печать товарных чеков, банковское дело - печать документов под копирку и др.)

Красящая лента матричного принтера предназначена для хранения запасов красителя и доставки красителя к печатающей головке.

Красящая лента матричного принтера, в процессе печати медленно перематывается, доставляя свежий краситель к печатающей головке, причем ленты бывают двух типов - замкнутые в кольцо (перематывается только в одном направлении) и ленты ограниченной длины, снабженные механизмом реверсивной перемотки. На некоторых матричных принтерах, при разрушении механизма реверсивной перемотки, закончившуюся ленту можно перематывать вручную.

Струйный принтер

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица дюз (то есть головка), печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями. В других моделях офисных принтеров используются сменные картриджи, печатающая головка, при замене картриджа не демонтируется. На большинстве принтеров промышленного назначения чернила подаются в головы, закреплённые в каретке, через систему автоматической подачи чернил.

Существуют два способа технической реализации способа распыления красителя:

1 Пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink Jet) - над дюзой расположен пьезокристалл. Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток, он (в зависимости от типа печатающей головы) изгибается, удлиняется или тянет диафрагму вследствие чего создаётся локальная область повышенного давления возле дюзы - формируется капля, которая впоследствии выталкивается на материал. В некоторых головках технология позволяет изменять размер капли.

2 Термический (Thermal Ink Jet)-- в дюзе расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры в несколько сотен градусов, при нагревании в чернилах образуются газовые, которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

Печатающие головки струйных принтеров создаются с использованием следующих типов подачи красителя:

Непрерывная подача (Continuous Ink Jet) - подача красителя во время печати происходит непрерывно, факт попадания красителя на запечатываемую поверхность определяется модулятором потока красителя. В технической реализации такой печатающей головки в сопло под давлением подаётся краситель, который на выходе из сопла разбивается на последовательность, которым дополнительно сообщается электрический заряд. Разбиение потока красителя на капли происходит расположенным на сопле пьезокристаллом, на котором формируется акустическая волна (частотой в десятки килогерц). Отклонение потока капель производится электростатической отклоняющей системой. Те капли красителя, которые не должны попасть на запечатываемую поверхность, собираются в сборник красителя и, как правило, возвращаются обратно в основной резервуар с красителем. Подача по требованию - подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когда краситель действительно надо нанести на соответствующую соплу область запечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил самое широкое распространение в современных струйных принтерах.

Сублимационные принтеры

Термосублимация - это быстрый нагрев красителя, когда минуется жидкая фаза. Из твёрдого красителя сразу образуется пар. Чем меньше порция, тем больше фотографическая широта (динамический диапазон) цветопередачи. Пигмент каждого из основных цветов, а их может быть три или четыре, находится на отдельной (или на общей многослойной) тонкой лавсановой ленте. Печать окончательного цвета происходит в несколько проходов: каждая лента последовательно протягивается под плотно прижатой термоголовкой, состоящей из множества термоэлементов. Эти последние, нагреваясь, возгоняют краситель. Точки, благодаря малому расстоянию между головкой и носителем, стабильно позиционируются и получаются весьма малого размера.

К серьёзным проблемам сублимационной печати можно отнести чувствительность применяемых чернил к ультрафиолету. Если изображение не покрыть специальным слоем, блокирующим ультрафиолет, то краски вскоре выцветут. При применении твёрдых красителей и дополнительного ламинирующего слоя с ультрафиолетовым фильтром для предохранения изображения, получаемые отпечатки не коробятся и хорошо переносят влажность, солнечный свет и даже агрессивные среды, но возрастает цена фотографий. За полноцветность сублимационной технологии приходится платить большим временем печати каждой фотографии (печать одного снимка 10Ч15 см принтером Sony DPP-SV77 занимает около 90 секунд). Фирмы-производители пишут о фотографической широте цвета в 24 бит, что больше желаемое, чем действительное. Реально, фотографическая широта цвета не более 18 бит.

Лазерные принтеры

Механизм работы лазерного принтера схож с работой копировального аппарата. В нем электростатические заряды на поверхности бумаги создаются лучом лазера (отсюда и название), затем тонер прилипает к листу бумаги, а сам лист контактирует с разогретым барабаном для закрепления изображения.

В зависимости от предоставляемых услуг лазерные принтеры делятся на несколько классов. Можно выделить персональные лазерные принтеры небольшого размера со скоростью печати 6-8 стр/мин., лазерные принтера рабочих групп - сетевые принтеры, работающие со скоростью 12-20 стр./мин. и обслуживающие 5-20 компьютеров и высокопроизводительные сетевые принтеры масштаба отдела. Последние имеют скорость печати свыше 20 стр./мин., возможность двусторонней печати и сортировки.

Принцип работы лазерного принтера состоит в процессе сухой ксерографии (лат. xeros - сухой и graphos - писать). В свою очередь он базируется на электростатической фотографии.

В основе электростатической фотографии лежит способность некоторых полупроводников уменьшать свое удельное сопротивление под действием света. Такие полупроводники называются фотопроводниками и используются для изготовления фоторецепторов (фотопроводящих цилиндров).

Сердцем лазерного принтера является фотопроводящий цилиндр (organic photoconduction cartridge), который часто называют печатающим барабаном. С помощью барабана производится перенос изображения на бумагу. Он представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника, обычно оксидом цинка или чем-либо подобным. Поверхности этого покрытия можно придать положительный или отрицательный заряд, который сохраняется на поверхности, но только до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую либо часть барабана проэкспонировать, то покрытие приобретает проводимость и заряд стечет с освещенного участка, образовав незаряженную зону. Данный момент очень важен для понимания принципа работы лазерного принтера.

Следующей важной его частью является лазер и прецизионно-оптико-механическая система, перемещающая луч. Малогабаритный лазер генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала (как правило, шестигранного) разряжает положительно заряженную поверхность барабана. Чтобы получилось изображение, лазер включается и выключается управляющим микроконтроллером. Вращающееся зеркало разворачивает луч в строку на поверхности печатающего барабана. Все это вместе создает на его поверхности строку скрытого изображения, в котором те участки, которые должны быть черными, имеют один заряд, а белые противоположный. После формирования строки изображения, специальный прецизионный шаговый двигатель поворачивает барабан так, чтобы можно было формировать следующую строку. Это смещение равняется разрешающей способности принтера и обычно составляет 1/300 или 1/600 дюйма. Этот этап печати напоминает построение изображения на экране телевизионного монитора. Но каким образом на поверхности барабана появляется заряд, необходимый для создания изображения? Для этого служит тонкая проволока или сетка, называемая "коронирующим проводом".

На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение светящейся ионизированной области вокруг него, которая и называется короной и придает барабану необходимый статический заряд. Итак, на барабане сформировано изображение вроде статического заряда и незаряженных участков.

Некоторые принтеры, называемые лазерными, на самом деле таковыми не являются, а принадлежат к классу светодиодных (LED). Отличие заключается в способе освещения барабана. Изображение формируется не лучом лазера, а светодиодной матрицей, ширина которой определяется шириной листа, а число светодиодов соответствует разрешению принтера. Дальше барабан проходит мимо валика, подающего из специального контейнера черный красящий порошок - тонер. Частички тонера, заряженные положительно, прилипают только к нейтральным участкам, отталкиваясь от положительно заряженных. Это похоже на то, как на экране телевизора собирается пыль.

Следующим этапом является перенос тонера (а, значит, и изображения) на бумагу. Бумага вытягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к печатающему барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статистический заряд с помощью еще одного коронирующего провода, подобного тому, что используется для подготовки барабана к экспонированию. Затем бумага прижимается к поверхности барабана. Заряды разной полярности, накопленные на поверхности бумаги и на поверхности барабана, вызывают перенос частиц тонера на бумагу и их надежное прилипание к последней. После переноса тонера бумага покидает поверхность барабана. При этом валики продолжают перемещать бумагу к выходному лотку принтера. Следующим звеном принтера, встречающего бумагу с изображением на этом пути, является узел фиксации изображения.

Тонер содержит вещество, способное легко плавится. Обычно это какой-нибудь полимер или смола. При нагревании до 200-220 градусов и повышении давления порошок расплавляется и соединяется с поверхностью.

При переносе изображения на бумагу не все частички тонера прилипают к ней, и небольшое количество их остается на барабане. Для этого на него подается электрический заряд, барабан очищается и готов к печати следующего листа.

В цветных лазерных принтерах барабан или лента делает до четырех оборотов - по одному для нанесения тонера каждого цвета (бирюзового, малинового, желтого и черного).

3D принтеры

3D принтер - устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели. Это устройство вывода трехмерных данных, как правило, объемной геометрии. Система 3D создает объемные физические прототипы путем отверждения слоев рассыпчатого порошка при помощи жидкого связующего вещества. Система 3D чрезвычайно универсальна и быстра, позволяет получать прототипы сложной геометрии во множестве областей применения.

3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта. Это устройство вывода компьютерных 3D данных. Все что нужно для создания физического макета - файл, созданный в любой программе для 3D моделирования. Современные технологии 3D принтера позволяют создать макеты практически любых объектов, будь то коттедж или игровой персонаж, с высокой степенью точности. Такие макеты могут быть использованы как для внутреннего использования в компаниях, так и для презентации перед потенциальными инвесторами. При этом от качества исполнения предоставленного макета зависит и общее впечатление от проекта.

Габариты самого принтера составляют 63,5х 50,8х 50,8 см и производитель считает, что такие устройства вполне применимы не только в условиях специализированных рабочих мест, но и дома.

Принцип работы 3D принтеров

Принцип действия 3D принтера очень схож с обычным струйным принтером, самое главное в нём - это печатающая головка, только вместо чернил здесь используется особое клеящие вещество, а вместо бумаги - гипсовый порошок. Порошок, который станет основой модели, по сути это как загрузка листа в обычный принтер. Теперь за дело берётся печатающая головка, которая сама перемещается над поверхностью порошка, наносит на него клей точно в пределах сечения будущей 3D модели. В местах, где головка наносит клеящее вещество, порошок склеивает и твердеет, а в остальных местах остаётся не тронутым. Поверх ложится ещё один слой гипса.

Печать происходит послойно, программа "режет" модель (или группу моделей) на слои, которые потом принтер и будет печатать один за другим. Время печати одного слоя - 2-4 минуты. Роликовый механизм переносит материал для печати из подающей камеры на рабочую платформу. С каждым новым проходом область печати опускается на 0.1 миллиметр вниз, а валик забирает очередную порцию порошка из хранилища, равномерно раскатывает его по поверхности. Фигурка растёт со скоростью всего 2 миллиметра в минуту. В тот момент, когда печатающая головка наносит клеящее вещество в то место, где будет цветная поверхность, к клею примешиваются самые обычные цветные чернила из самого обыкновенного картриджа для струйного принтера. Благодаря этому можно сделать модель с любым рисунком на поверхности. Когда печать закончена, лишний порошок ссыпается обратно в бункер для дальнейшего использования. Далее фигурку очищают от порошка, в специальной камере с помощью сжатого воздуха. Этот недолгий процесс занимает около 10 минут. Чтобы придать хрупкой статуэтке прочность, её нужно покрыть специальным составом, чаще всего используется эпоксидная смола или воск. На таком принтере можно создавать абсолютно любые модели, даже с подвижными частями, особенно это может быть полезно для инженеров и дизайнеров.

2. Технологии 3D печати

Стереолитография (SLA)

Стереолитография является первым и наиболее распространенным методом прототипирования. В настоящее время в мире работает большое количество установок лазерной стереолитографии, основным производителем которых является фирма 3D System. Область применения стереолитографии непрерывно расширяется и в настоящее время она проникла практически во все сферы производственной и исследовательской деятельности, т.к. позволяет оперативно (всего за несколько часов) изготавливать пластиковые копии трехмерных объектов и структур разной степени сложности поверхностных форм.

Принцип метода в послойном отверждении жидкого фотополимера лазерным лучом, направляемым сканирующей системой. 3D печать начинается с вашего stl файла (3d модели), автоматического формирования поддержек, где это необходимо, и дальнейшего размещения в стереолитографической машине. Затем начинается непосредственная послойная печать, как описано выше, пока деталь не будет закончена окончательно. Поддержки удаляются вручную после извлечения детали из машины.

Используемый материал термостойкий пластик. Легко обрабатывается, склеивается и окрашивается. Хорошее качество поверхности без доводки. Возможна обработка от матовой до глянцевой поверхности.

Стереолитография - идеальное решение для:

- Проверки и визулизации чертежных изделий;

- Сборки прототипов и их функционального тестирования;

- Мастер-моделей для вакуумного литья в силикон.

Селективное лазерное спекание (SLS)

Технология лазерного спекания позволяет создавать очень сложные геометрические формы непосредственно с цифровых данных. Сейчас SLS чаще используется для производства запчастей практического применения с небольшим объемом партий.

SLS представляет собой технологию 3D печати, которая использует лазер высокой мощности для соединения крохотных частиц пластика, металла, керамики и стекла. Лазер выборочно сплавляет частички материала, получая информацию о компьютерной модели.

По сравнению с другими методами аддитивного производства, SLS технология позволяет производить детали с относительно широким спектром порошковых материалов, в том числе полимеров, металлов (сталь, титан, сплавы и композиты) и глауконитовых песков.

Физический процесс может быть представлен в виде полного расплавления, частичного плавления или жидкофазного спекания. В зависимости от материала, плотность может быть достигнута до 100%, сопоставимо с традиционными методами производства.

Используемый материал полиамид, который широко используется для функционального прототипирования. Полиамидные модели достаточно прочные, устойчивы к химическим веществам. Изделия из полиамида после пропитки становятся водонепроницаемыми.

Лазерное спекание - идеальное решение для:

- Сложных, тонкостенных трубопроводов;

- Рабочих колес и разъемов;

- Автомобильных панелей и решеток;

- Защёлкивающих конструкций;

- Деталей, требующих мех. обработки или клеевого соединения.

Моделирование методом наплавления (FDM)

Технология аддитивного синтеза, позволяет строить функциональные прототипы и конечные изделия послойно из термопластика инженерного класса.

Процесс построения начинается с stl файла, который получаем путем конвертации созданной 3d модели, которая разбивается на горизонтальные слои от +/- 0.178 - 0,254 мм толщиной. Поддержки формируются, где это необходимо, согласно расположению и геометрии. Этот процесс подобен тому, как из клеевого пистолета выдавливаются расплавленные капли клея. В FDM технологии применяется два вида поддержек: механически удаляемые (как в SLA) и водорастворимые поддерживающие структуры.

Сегодня FDM единственный метод создания прототипов, использующий термопластики промышленного уровня, которые выдерживают высокую температуру, химические вещества и механические нагрузки.

Послойное напыление позволяет получать детали со сложной геометрией. Поверхность остается гладкой и чистой, с сохранением мельчайших деталей.

В нашем производстве используется стандартный для этой технологии материал - ABS Plus, который ко всем присущим свойствам, сохраняет прочность при нагреве до 93 градусов.

FDM - идеальное решение для:

- Прямого изготовления деталей по математической модели;

- Качественных деталей с высокой стабильностью;

- Низкие объемы производства.

Технология PolyJet

Послойное нанесение фотополимерных материалов позволяет быстро изготовить сложные модели любой формы. Технология PolyJet хорошо подходит для использования в обычном офисе. Ультратонкий слой фотополимера утверждается ультрафиолетом сразу после нанесения.

Используемый материал FullCure, представляет собой полупрозрачный фотополимер, который подходит для широкого спектра твердых моделей. После изготовления, изделие можно обрабатывать, сверлить, хромировать, использовать как форму для литья.

PolyJet (Objet) идеальное решение для:

- Широкий спектр твердых моделей, особенно если необходимо видеть, как их наполняет жидкость, внутренние детали;

- Мастер-модели для литья в силикон.

Z-Corp Technology

Уникальная технология цветной печати Z-Corp. В основе лежит порошково-струйный метод, высококачественный композитный материал на основе гипса, связующим веществом для которого выступает цианакрилатин или эпоксидная смола.

Состав и количество примесей материала, финишная обработка определяют физические характеристики. Моделям можно придать твердость, гибкость, устойчивость к высоким температурам.

Z-Corp - идеальное решение для:

- Архитектурных моделей: используются модели от концептуального проектирования до стоительства;

- ГИС-модели (географические информационные системы): используют 3D ландшафты / городские пейзажи для обучения;

- Концепт-модели: относительно быстрая и цветная печать позволяет анализировать проект на ранних стадиях без необходимости тратить дополнительные время и средства на процесс окраски изделия.

DLP - технология

Современная цифровая технология обработки света отображает группу плоскостей, вызывая послойную полимеризацию материала в области попадания света. Позволяя получать детализированные модели. По окончании построения деталь подвергается доводке.

DLP - идеальное решение для:

- Рельефные детали, минимум поддерживающих структур и гладкая поверхность;

- Сувенирная продукция, скульптуры, элементы упаковки.

Список использованных источников

1. Рахимов Р.Г. Компьютерные технологии в музыке:- Уфа: ООО "Вагант", 2007.

2. http://device.com.ru/material/sound.shtml

3. http://old.computerra.ru/multimedia/36489

4. http://audioproducer.blogspot.ru/2009/02/blog-post_25.htm

Размещено на Allbest.ru