книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

функции по своим аргументам (например, по времени, по про­ странственным координатам и т. д . ) , число точек квантования равно числу АЗЭ, а входной сигнал i-ro АЗЭ представляет собой значение функции в соответствующей точке квантования.

Запись Bt'-м элементе производится в интервале / г ^ ^ ^ ^ г + Т з а ш - При последовательной записи по элементам / i + i ^ ^ + Т з а т , при

122

параллельной t\ — t2=...—tn. Комбинируя оба способа, можно получить параллельно-последовательную запись, т. е. запись производится параллельно в пределах одной группы элементов

ипоследовательно по группам.

ВАЗУ отдельные элементы не должны быть функционально связаны между собой. Это обстоятельство является характер­ ным для АЗУ и отличает их, например, от аналоговых сдвиго­ вых регистров (см. § 3-2), в которых происходит передача информации от одних АЗЭ к другим.

б) Разомкнутые и замкнутые АЗЭ. Груботочные схемы АЗЭ

При построении как отдельных АЗЭ, так и целых запоминаю­ щих устройств одним из основных вопросов является достиже­ ние требуемой точности. В § В-2 отмечалось, что в зависимости

непосредственно используется соответствие между сигналом

сировать погрешности, обусловленные как помехами в каждом отдельном элементе, так и разбросом характеристик различных элементов. Хотя замкнутые АЗЭ и обеспечивают большую точ­ ность записи, чем разомкнутые, они более сложные-и требуют большего времени для записи.

По существу АЗЭ разомкнутого типа представляют собой комбинацию схем записи и считывания, работающих последова­ тельно и независимо друг от друга. Построение схем записи и считывания основано на принципах, описанных выше в гл. 1 и 2. Наименьшая погрешность, достигнутая в АЗЭ разомкнуто­ го типа, составляет 0,3—0,5% при разрушающем способе считы­ вания [Л. 32, 51] и 1—2% при неразрушающем [Л. 68]*. Такие показатели были получены посредством записи импульсами на­ пряжения, поскольку, как показано в § 1-1, такой способ обес­ печивает наиболее точное соответствие между входными и вы­ ходными сигналами при значительных вариациях параметров сердечников. Однако нельзя забывать, что в этом случае необ­ ходимой мерой достижения высокой точности являлась компен­ сация тем или иным способом обратимого спада магнитного потока. Типичные времена записи для разомкнутых АЗЭ со-

* Приведенные цифры получены при неизменных внешних условиях.

123

ставляют от нескольких микросекунд в случае применения ферритовых или ленточных (с толщиной ленты не более 3 мкм) сердечников и несколько десятков или даже сотен микросекунд для ленточных сердечников из более толстых лент.

Отметим, что при ограниченных возможностях компенсации обратимой составляющей существует простой метод повышения общей точности работы всего АЗЭ, заключающийся в следую­ щем [Л. 40].

Пусть входной и выходной величиной элемента является вре­ мя. Кривая 1 на рис. 3-1 представляет собой график зависи­ мости разности A<ti = tBx—4ых, и ее ход отражает поведение обратимой составляющей магнитного потока. Если уменьшить

Из рисунка видно, что, подбирая наклон кривой 2, удается на участке от ti до t2 получить почти неизменное значение Ats, ко­ торое принципиально можно компенсировать во внешних цепях посредством постоянной поправки. Величина изменения А1з на указанном участке не превосходит 0,5% наибольшего значения, равного t2.

Указанная точность получена для ферритовых сердечников, хотя для них, как отмечено в § 1-1,6, трудно обеспечить погреш­ ность самой записи меньше 2—3%.

Для реализации АЗЭ замкнутого типа пригодны только неразрушающие методы считывания, поскольку в процессе записи

124

что обусловлено пороговыми свойствами сердечника. По исчез­ новении сигнала управления U(t) цепь записи разрывается и ток подмагничивания падает до нуля, вследствие чего появля­ ется дополнительная ошибка, обусловленная влиянием тока подмагничивания в процессе записи на Хвых. Влияние этого тока тем меньше, чем выше прямоугольность петли гистерезиса. Порог намагничивания для тока записи уменьшается, если ввести смещение постоянным или переменным током. Смещение постоянным током пригодно только для однополярного тока записи, а переменным — и для двуполярного, причем второй способ смещения хорошо сочетается с неразрушающим мето­ дом считывания высокочастотным полем (§ 1-2,в). Точность, достигаемая в непрерывных схемах, в большинстве случаев не хуже 1 % •

По сравнению с импульсными непрерывные схемы являются более быстродействующими и более простыми. Импульсные схемы [Л. 5, 12, 56, 66, 67] обеспечивают точность до 0 , 1 % . При импульсном методе записи (рис. 3-2,а) генератор записи ГЗ вырабатывает последовательность импульсов Хзящ параметры которых выбираются такими, чтобы вызываемое каждым сле­ дующим импульсом приращение АХВЫХ не превышало допусти­ мую погрешность АЗЭ. Как правило, такты записи и считыва­ ния в импульсных схемах полностью разделены и в интервалах

125

считывания импульсы Хзап полностью отсутствуют, поэтому они

в такты считывания подается на схему сравнения, в качестве которой здесь используется нуль-орган НО, последний управ­ ляет работой генератора записи ГЗ и отключает его, как только ошибка станет меньше допустимой. Общее время действия сиг­

тока (§ 1-1,6 и в) . В отличие от записи в разомкнутых АЗЭ здесь выбор типа импульсов, т. е. тока или напряжения, опреде­ ляется скорей соображениями удобства, нежели принципиаль­ ными соображениями, обусловленными достижением высокой точности. Указанный способ импульсной записи является про­ стейшим и имеет очевидный недостаток, заключающийся в боль­ шем времени записи, так как Хвых должен пробегать все про­ межуточные дискретные значения. Ускорить процесс записи можно, если изменять величину Х з а п в зависимости от величины рассогласования Хвх—-ргХвых. Однако в этом случае реально

возможен процесс автоколебаний. Хорошим средством для по­ лучения высококачественного процесса регулирования при за­ писи является интегрально-пропорциональный метод управле-

126

ния, заключающийся в том, что величина импульса записи определяется суммой двух слагаемых:

татов не дало. Соответствующая схема АЗЭ и временные диа­ граммы ее работы приведены на рис. 3-3,а и б. Из рисунка видно, что в процессе записи существуют интервалы постоянст­ ва Хвых; это объясняется наличием гистерезиса магнитного на­ копителя, вследствие чего при значениях Хзаи, меньших значе­ ний соответствующих полю трогания, не происходит изменения потока в накопителе.

Схемы замкнутого типа, как уже отмечалось выше, характе­ ризуются меньшим быстродействием, чем схемы разомкнутого типа, и типичное время записи для них составляет от сотен микросекунд до нескольких миллисекунд [Л. 12, 61, 67]. В ряде случаев, когда являются неудовлетворительными быстродейст­ вие схем замкнутого и точность схем разомкнутого типа, целе­ сообразно применение схем промежуточного типа, называемых

127

128

наблюдается медленный возврат в направлении его исходного состояния, достигающий 2—3%. Это явление происходит в те­ чение нескольких минут, и его не следует путать с быстрым обратимым спадом, описанным в § 1-1,6.

в) Матричные схемы организации АЗУ

При небольшом числе запоминаемых аналоговых сигналов каж­ дый из АЗЭ может иметь внешний индивидуальный дешифра­ тор адреса. Однако при значительном количестве данных АЗЭ организуются устройства плоской и объемной конструкции с внутренними дешифраторами. Вопросы записи в матричные

методом совпадения координатных токов невозможно получить точность выше 10% (Л. 40], что объясняется уменьшением поля трогания при перемагничивании из промежуточного состояния

по типу Z [Л. 37] (рис. 3-5) и при этом считывание производить путем внешней дешифрации. Запись производится с помощью трехкоординатного выбора (координаты х, у, г), обеспечиваю­ щего общую погрешность не больше 1 % , а считывание осуще­ ствляется параллельно со всех сердечников матриц, соответст­ вующих координате z. Каждая из матриц имеет свой провод считывания, пронизывающий все сердечники одной матрицы. Такой способ может быть удобен при запоминании набора вре­ менных последовательностей, число которых равно числу коор­ динат z, а число точек, запоминаемых в каждой из последова­ тельностей, равно числу матриц. Недостаток этой схемы — необходимость в довольно громоздком Z-дешифраторе, преиму­ щ е с т в о — возможность использования простейших АЗЭ на ферритовых тороидальных сердечниках с вполне приемлемой для многих задач точностью.

Произвольную выборку при считывании с тороидальных сер­ дечников удобно осуществлять путем двухчастотного возбужде­ ния (§ 2-2,в), как это показано на рис. 3-6. Будем предполагать для простоты, что каждый элемент состоит из одного сердеч­ ника (использование двух или четырех сердечников требует большего числа обмоток и более сложного способа их намотки). Выбор элемента осуществляется путем подачи в соответствую­ щий столбец возбуждения с частотой ац и в соответствующую строку возбуждения с частотой ©2 . Выделение сигнала считы­ вания на суммарной или разностной частоте производится с по­ мощью избирательного усилителя и синхронного детектора. Запись производится методом совпадения переменного и по-

'2

130