Магнитные карты и ПК - Гёлль Патрик - Страница 21

При необходимости закодировать карты с высокоэнергетическими магнитными полосками, то есть с высокой коэрцитивностью (HiCo ~= 2750 Э), потребуется еще больший ток — до нескольких десятков миллиампер.

Все это, конечно, осуществимо при условии, что магнитный сердечник головки в состоянии выдержать такое возбуждение, не входя в режим насыщения. При отсутствии подробных характеристик каждой используемой головки единственный способ убедиться в вышесказанном — проведение реальных экспериментов.

С другой стороны, совершенно бесполезно пытаться закодировать карты HiCo с коэрцитивной силой 4000 Э при помощи простых магнитофонных головок, именно этим и обеспечивается безопасность таких карт.

С учетом вышесказанного мы и исследовали схему, представленную на рис. 4.4, в которой предпринято множество предосторожностей, учитывающих все возможные ситуации.

Рис. 4.4. Схема усилителя записи

В ней мы используем очень распространенную и недорогую интегральную схему. TDА2030, обычно предназначенную для создания аудиоусилителей с выходной мощностью до 14 Вт и током до 3,5 А.

С помощью этой ИС можно проводить эксперименты и с весьма специфическими головками, имеющими очень низкие сопротивления.

Для работы ИС требуется двухполярное напряжение питания ±12 В, а иногда — при необходимости — и ±18 В. В отдельных случаях достаточно иметь две батарейки по 9 В.

Поскольку ИС TDA2030 обладает большим коэффициентом усиления, то с разомкнутым контуром отрицательной обратной связи она может работать в качестве компаратора. Порог переключения схемы фиксируется с помощью простого диода и составляет приблизительно 0,7 В, что более чем вдвое меньше нижнего уровня выходного напряжения логической 1 параллельного порта ПК. Ниже мы рассмотрим ситуацию подачи на этот усилитель сигнала с линии 

Во всяком случае, следует запомнить, что предельным входным TTL-уровням (0 и +5 В) на выходе будут соответствовать уровни, составляющие приблизительно +9 и -18 В. Несмотря на то что к выходу ИС можно напрямую подключать головку сопротивлением 250–500 Ом, следует ограничить ток с помощью резистора, соединенного с ней последовательно. Наши исследования показали, что если ограничиться кодированием карт с низкоэнергетическими магнитными полосками (LoCo), то величина сопротивления должна быть не менее 18 кОм. На практике мы рекомендуем величину, близкую к 2 кОм, хотя, повторяю, вполне допустимо и прямое подключение головки к усилителю, а для кодирования карт HiCo оно даже необходимо.

Чертеж печатной платы усилителя записи представлен на рис. 4.5. Размеры платы, что уже стало привычным, должны позволять разместить ее в непосредственной близости от записывающей головки.

Рис. 4.5. Топология платы усилителя записи

Стоит отметить, что достаточно большие величины токов при крутых фронтах сигналов в случае слишком длинных соединительных проводов головки могут вызвать излучения, способные отрицательно воздействовать на соседние схемы считывания.

Размещение элементов на плате выполняется в соответствии со схемой, представленной на рис. 4.6. Размещение не вызовет никаких проблем, поскольку ИС TDA2030 не требуется радиатор.

Рис. 4.6. Размещение элементов усилителя записи

ИС TDA2030 работает в режиме переключения в диапазоне, далеком от предельных величин, и, кроме того, содержит внутреннюю защиту, весьма полезную при возникновении случайных коротких замыканий.

Для удобства можно использовать клеммные соединители, облегчающие подключение к модулю. На рис. 4.7 дан общий вид усилителя записи, а перечень его элементов приведен в табл. 4.1.

Рис. 4.7. Общий вид усилителя записи

Таблица 4.1. Перечень элементов усилителя записи

Хотя простое копирование одного магнитного носителя на другой без внесения каких-либо изменений в закодированные данные не представляет большого практического интереса, часто именно таким образом можно научиться работать с магнитными картами или билетами.

Почти четверть века ходят слухи, что совсем нетрудно дублировать билеты на метро с помощью обыкновенного утюга, и, правда, эта идея не настолько экстравагантна.

Действительно, известно, что нагрев благоприятствует переносу намагниченности, и это теоретически позволяет скопировать закодированную дорожку на пустую, накладывая их одну на другую и нагревая утюгом. Желательно, чтобы при такой операции не был поврежден оригинал (предпочтительно HiCo).

В сочетании с усилителем считывания, представленном на рис. 3.15, наш усилитель позволяет применить более надежный способ.

Достоинство метода копирования заключается в том, что для него не требуется микрокомпьютер, однако необходимо четко уяснить, что несравнимо предпочтительнее такая последовательность, когда происходит считывание в файл, а последующая запись осуществляется из файла на новую карту.

Если довольствоваться представленным вариантом (рис. 4.8), предполагающим подключение выхода усилителя считывания напрямую к входу усилителя записи (в этом случае цепи «земли» обоих модулей объединяются), то любое изменение направления магнитного потока, захваченное считывающей головкой, будет точно воспроизведено записывающей головкой.

Рис. 4.8. Простой метод копирования магнитных карт

Причем чтобы скопировать одну дорожку на другую, достаточно синхронно провести обе карты: одну карту перед считывающей головкой, а другую — перед записывающей.

Это можно сделать, если выровнять в соответствии со схемой, приведенной на рис. 4.8, считывающее устройство и кодер на плоском и прочном основании и соединить обе карты при помощи, например, простой линейки с клейкой лентой.

Поскольку нельзя сравнивать экспериментальные устройства, к которым относится и наше, с промышленными кодирующими устройствами для магнитных карт, мы намеренно предпочли простоту совершенству.

По собственному опыту знаю, что нетрудно быстро приобрести навык, позволяющий перемещать карту с практически постоянной скоростью. Это позволяет утверждать, что для исследований и простейших применений вполне достаточно простого кодера с ручным перемещением карты.

Действительно, за несколько секунд можно перечитать карту, которую только что закодировали, при необходимости изучить ее с помощью «магнитного разоблачителя», а затем перекодировать, если что-то не так.

Наше новое устройство способно с помощью компьютера производить запись магнитных карт со скоростью 500 бит/с. При этом мы предполагаем, что карта проходит перед записывающей головкой со скоростью 17 см/с, а плотность кодирования составляет 75 bpi (дорожка ISO 2).