книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

влияние скорости записи на обратимую составляющую [Л. 36] *. Таким образом, задача сводится к компенсации статической со­ ставляющей. Следует отметить, что этот способ требует достаточ­ но большой скважности импульсов записи.

3. Введение постоянной поправки. Так как ошибка от стати­

ся, например, в вышеописанной дифференциальной схеме (рис. 1-5), где обратимые составляющие в обоих сердечниках вычитаются, причем ДФ'обр^АФобрг и АФ0 бр1—АФО бр2=0 в диа­ пазоне записи около 0,9 - 2 Ф Г .

4. Применение двуполярных импульсов записи с неодинако­ вой вольт-секундной площадью [Л. 35]. Оказывается, что при этом способе общий спад потока ДФ+0 бр—АФ~0 бр значительно мень­ ше, чем при записи однополярным импульсом, как это видно из рис. 1-9.

Следует отметить, что время, необходимое для обратимого спада потока, лимитирует предельную частоту записи. Типичное время полного спада в зависимости от скорости записи и сопро­ тивления шунта составляет для лент толщиной 10 мкм и выше 0,1—1 мсек, для более тонких лент оно может быть снижено до 0,5—1 мксек [Л. 32—34].

* Значение р ш определяется по формуле pm=Rmlfw2S, где Rm — сопро­ тивление шунта, / — длина средней линии и S — сечение сердечника, w — чис­

ло витков записи.

41

е

При изменении температуры характер изменения обратимой составляющей таков, что с ростом температуры обратимая со­ ставляющая возрастает, причем степень этого роста увеличива­ ется вместе со скоростью записи [Л. 34, 35].

Общая погрешность записи импульсами напряжения нахо­ дится на уровне 0,3—0,5% максимального записанного уровня для ленточных пермаллоевых сердечников, в то время как для лучших образцов ферритовых сердечников трудно обеспечить погрешность меньше 2—3% [Л. 12, 30]* .

Такая возможность следует из уравнения динамики перемагни-

Далее после интервала записи, так же как и при записи импуль­ сами напряжения, наступает обратимый спад магнитного пото-

* В § 3-1 показано, что в ограниченном диапазоне изменения входного сигнала общую точность соответствия входной и выходной величин посред­ ством специальных мер можно довести до 0,5—1,0% и для ферритовых сер­

дечников.

42

ка (рис. 1-2)

сами тока могут быть получены режимы, весьма похожие на изображенные на рис. 1-3 для случая записи импульсами напря­

и от разброса магнитных параметров различных экземпляров, прямо влияют на точность записи при использовании импульсов тока (1-8); при записи импульсами напряжения влияние этих отклонений минимально (1-2).

Однако запись совпадением импульсов тока чрезвычайно удобна для аналоговых запоминающих элементов, организован­

в § 1-2,а, существуют специальные способы повышения точности записи, основанные на формировании импульсов заданной вольтсекундной площади с помощью импульсов тока. Другой важной областью применения рассматриваемого метода являются адап­ тивные матричные устройства, основным требованием к характе­ ристикам записи которых является соответствие между поляр­

Характер зависимостей изменения потока и его производной от времени при перемагничивании из различных начальных по­ ложений при неизменном значении тока записи показан на рис. 1-10. Перемагничивание производилось при незначительных

Кривые, представленные на рис. 1-10,а и б, получены при перемагничивании сердечников из ленты толщиной 20 мкм (материал 5 0 Н П ) , а на рис. 1-10,в—е — из ленты толщиной 2 мкм (материал 79НМ) при двух различных значениях токов записи. Для всех кривых характерным является тесная зависи­ мость изменения потока (рис. 1-10,0, в, д) от предыстории на­ магничивания. Действительно, при одних и тех же значениях потока, например, в точках а или б перемагничивание может идти либо по кривой /, либо по кривой 2, что обусловлено направле­ нием перемагничивания, предшествующим попаданию в эти точки. Пунктирными кривыми на рис. 1-10,а, в, д показано, что

43

в точках а и б направление перемагничивания может изменять­ ся на обратное. Таким образом, изменение направления пере­ магничивания в какой-либо промежуточной точке приводит к ускорению последующего изменения потока. При этом в слу­ чае большой толщины ленты (20 мкм), когда над действием вязкости преобладает действие вихревых токов [Л. 33], произ­ водная потока в начальный момент изменения направления пе­ ремагничивания не зависит от исходного состояния (рис. 1-10,6), и последующее уменьшение производной происходит монотонным образом без точек перегиба в рассматриваемых кривых. Для «тонкой» ленты (2 мкм), где характер процессов перемагничива­ ния определяет в основном магнитная вязкость, сохраняются сделанные выше выводы о влиянии на скорость перемагничива­ ния предыстории (рис. 1-10,6 и д). Однако в графиках функции dG)/dt — f(t) (рис. 1-10,г) уже могут появиться точки перегиба, а при некотором увеличении тока указанные функции теряют и монотонность (рис. 1-10,е) и имеют характер зависимостей при перемагничивании в сильных полях [Л. 33]. Кроме того, наблю­ дается увеличение значений dO/dt в начальный момент времени при сближении исходного и конечного уровней потока, что мо­

потока, составляющего существенную часть общего изменения потока при записи по числу импульсов. Поведение обратимой составляющей при записи импульсами тока исследовано в рабо­

из рис. 1-11,а, на сердечник воздействуют два поля: поле пере­ менного тока F„ с убывающей до нуля амплитудой, начальная величина которой соответствует напряженности, превышающей коэрцитивную силу, и поле постоянного тока F=, имеющего столь малое значение, что оно одно не в состоянии вызвать не­ обратимые изменения потока. Переменное поле поставляет необ­ ходимую энергию для преодоления потенциальных барьеров намагниченности. В результате между записанным значением потока Фьст и м. д. с. постоянного тока /*"= устанавливается однозначная зависимость, определяемая так называемой безги-

44

45

писи зависит от частоты переменного

тока, последняя же не может быть выбрана слишком высокой, так как вихревые токи и магнитная вязкость будут с повыше­ нием частоты все больше препятствовать действию переменного поля. Наибольшее значение частоты может быть получено при использовании ферритовых или пермаллоевых сердечников с толщиной не более 3 мкм и составляет десятки килогерц. Так как для записи обычно необходимо несколько десятков периодов переменного тока, то наименьшее значение времени записи рав­ но примерно 1 мсек [Л. 39]. Точность, достигнутая с использо­ ванием описываемого метода, составляет примерно 5% и огра­ ничивается в основном идентичностью характеристик сердечни­ ков [Л. 39].

В заключение отметим, что использование одного лишь пере­ менного поля с затухающей амплитудой является простым и эффективным средством размагничивания сердечников в тех случаях, когда исходное состояние работы АЗЭ соответствует нулевому потоку записи.

1-2. Запись в аналоговые матричные ЗУ

Устройства, используемые для запоминания большого числа данных, удобно организовывать по матричному принципу. При этом необходимо обеспечить произвольный доступ к отдельным

* Описываемый метод нашел чрезвычайно широкое распространение

46

точности для аналоговых ЗУ и поэтому основной областью при­ менения такого метода являются адаптивные матричные устрой­ ства. Однако посредством небольшого усложнения схем удается

Запись импульсами напряжения, формируемыми с помощью им­ пульсов тока, объединяет ряд методов записи, в которых выбор сердечников в матрице по-прежнему осуществляется совпадени­ ем координатных токов, но общий ток записи регулируется та­ ким образом, что позволяет формировать импульсы заданной вольт-секундной площади.

47

тивление короткозамкнутого витка и динамическое сопротивле­ ние сердечника соответственно, приведенные к обмотке записи;

с экранированием магнитного потока посредством короткозамк­ нутого витка приведена на рис. 1-12,6.

Таким образом в соответствии с (1-9) и (1-10) точность поддер­ жания напряжения записи е постоянным при любых вариациях параметров сердечников / ? ( Ф ) и F0 тем выше, чем больше ток записи i=u/R его составляющей F0/w3!m и чем меньше приведен­ ное сопротивление короткозамкнутого витка R'K и приведенного динамического сопротивления сердечника Я ' ( Ф ) . В пределе по­ лучим соотношение

48

эрцитивной силой Нс- Кроме того, положим, что м. д. с. F0, вхо­ дящая в формулу (1-3), также постоянна и равна м. д. с , соот­ ветствующей напряженности Нс. Обозначим отношение

переходе от отдельного сердечника к матрицам. Как было отме­ чено выше, соблюдение условий u/R^>F0/w3au и R'K^R'i®) позволяет с высокой точностью поддерживать значение е посто­ янным, однако координатная запись устанавливает жесткие со­

Таким образом, в случае координатной записи приходится серь­ езно считаться с возможными изменениями значения Fo как в процессе записи, так и при переходе от одного экземпляра сер­ дечника к другому. Указанное ограничение легко понять, если

2

3

4

учесть, что u/R есть полный ток записи, a F0/w3&n та его часть, которая затрачивается на преодоление порога перемагничивания. Естественно, что при координатной записи превышение пол­ ного тока над пороговым не может быть большим.

Улучшение соотношения (1-15) может быть получено, если воспользоваться не двухкоординатной, а более сложной трехкоординатной записью. Третий ток удобно подавать в диагона­ ли матриц, как это изображено на рис. 1-13,6* (короткозамкнутые витки на рисунке не показаны). Выражение (1-14) остается справедливым, по-прежнему k = 0,65-н0,75, но здесь уже k =

t/3

Далее таким же способом, как и выше, получим:

записи над пороговым при использовании трех координат вме­

нять приложенное напряжение е можно, меняя лишь сопротив­ ление R'K, причем в отличие от записи в отдельный элемент это­ го нельзя сделать, меняя и или R [сравним (1-17) и (1-18)

с(1-13)].

При организации сердечников в матрицу целесообразно ис­ пользовать один короткозамкнутый виток не на каждый эле-

*При указанном способе трехкоординатной записи только две координа­ ты могут быть выбраны произвольно, а третья обязательно должна быть со­ гласована с ними. Например, если столбец и строка имеют номер /, то при­ нудительно выбирается диагональ .с номером 4.

**Исключение составляют лишь состояния, близкие к насыщению, когда /?'(Ф) очень мало.

50