книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

менте равна нулю. При отклонении сопротивления транзистора в ту или иную сторону вес принимает положительные или отри­ цательные значения. В зависимости от полярности входного сиг­ нала управляющий электрод транзистора (с помощью дополни­ тельных триодов) подключался к стоку или истоку, как это по­ казано на рис. В-13,6.

Время полного изменения сопротивления составляло при­ мерно 1 мин при 3—4 сек, затрачиваемых на одну ступень из­ менения веса. После установки определенного значения веса в течение 10—20 сек происходит процесс релаксации, происхож­ дение которого объяснить не удалось. После окончания про­ цесса релаксации, стабильность запомненной величины доста­ точно высока: по истечении нескольких недель заметного изме­ нения величины веса не было обнаружено [Л. 23]. Достоинством рассматриваемого элемента является возможность его реализа­ ции на интегральных схемах.

Под названием аморфных полупроводниковых приборов объеди­ няется широкая группа устройств, построенных на основе аморфных материалов, чаще всего стекла [Л. 24—27]. Основным свойством таких устройств является возможность обратимого изменения сопротивления отдельных участков материала под воздействием электрических импульсов с определенными пара­ метрами. Значение этого сопротивления может быть считано неразрушающим способом и сохраняется неизменным при от­ ключении источников питания. Между параметрами импульса записи и величиной сопротивления существует непрерывная за­ висимость, поэтому рассматриваемый прибор может быть использован как элемент аналоговой памяти [Л. 27]. Достоинст­ вами аморфных полупроводников является возможность приме­ нения широко освоенных приемов интегральной технологии и потенциально низкая стоимость. Однако, несмотря на ряд успе­ хов, технологические трудности по изготовлению приборов с вос­ производимыми характеристиками в настоящее время еще не преодолены и для успешного решения этой проблемы необхо­ димо проведение фундаментальных физических исследований.

Датчики Холла, магниторезисторы и магнитодиоды, с успехом применяемые для регистрации магнитных полей [Л. 28], могут быть использованы в АЗЭ и АЭ, имеющих в качестве носителя информации магнитный сердечник. Как уже отмечалось, галь-

30

ваномагнитный прибор в этом применении выполняет роль маг­ нитного зонда, индицирующего неразрушающими методами состояние остаточной намагниченности магнитопровода записи.

Типичная схема включения гальваномагнитного прибора (датчика Холла) изображена на рис. В-14. В воздушный зазор магнитного сердечника / помещен пленочный датчик Холла 2,

пропорциональности, а тгз а п — интервал записи. При введении обратной связи, как показано на рис. В-14,6, и достаточно вы­ соком коэффициенте усиления усилителя 3 в режиме записи можно положить UBx=Uo.c=<UBbix. При размыкании ключа 4 осуществляется «запоминание» значения предшествующе­ го моменту размыкания.

31

Часть 1

Магнитные

аналоговые

запоминающие и адаптивные элементы

•• • • • • • f l n n d J

••••••

••••••

•••••••DDDCO

3—382

применение. Следует учесть, что точность записи при этом спо­ собе находится в прямой зависимости от идентичности магнит­ ных свойств сердечников и может быть повышена только при тщательном подборе сердечников или индивидуальной настрой­

Запись остаточного потока с помощью импульсов напряжения является наиболее точным методом записи в АЗЭ разомкнутого типа, поскольку в этом случае влияние разброса в магнитных параметрах сердечников можно свести к минимуму.

Пусть поток в сердечнике находится на некотором началь­ ном уровне Ф'нач (рис. 1-2). Изменение потока ДФ при воздей­

ляющая изменения потока, как видно из рис. 1-2, запишется следующим образом:

X

Jan

Ф о с т ~ Ф а а ч = Д Ф — Д Ф о б р =

Принципиально сердечник при озаписи работает как интегра­ тор входного сигнала e(t); погрешности же, обусловленные па­ дением напряжения на активном сопротивлении и обратимой •составляющей, как будет показано ниже, могут быть значитель­ но уменьшены. Существуют несколько режимов работы при записи информации импульсами напряжения.

1. Запись постоянными импульсами напряжения (рис. 1-3,а). Изменение потока в этом случае пропорционально числу импульсов (полярность импульсов, вообще говоря, может быть различной).

ностью. В качестве входного параметра здесь выступает обычно

Наиболее простым способом уменьшить погрешность, возни­ кающую из-за падения напряжения на активном сопротивлении,

36

37

38

в первый сердечник записывается поток, равный

И'зап •

определяется полярностью напряжения записи е. Напряжение Е выбирается таким образом, чтобы при е = 0 поток записи в сер­ дечниках был близок к нулю. Для правильной работы схемы необходимо соблюдать условие l e l ^ f . На рис. 1-5,6 показаны временные диаграммы изменения потоков при условии е = = const>0 .

Существенным моментом, который влияет на точность запи­ си, является наличие обратимого спада магнитного потока пос­ ле записи ДФобр. Влияние различных условий на обратимую составляющую и способы ее компенсации подробно рассмотрены

вработах [Л. 32, 34—36].

На рис. 1-6 представлены типичные зависимости обратимой

Основные особенности поведения обратимой составляющей сле­ дующие [Л . 34—36].

При снижении скоростей перемагничивания обратимая со­ ставляющая у стремится к постоянной величине, называемой статической составляющей уС т. не зависящей от уровня накоп­ ления, за исключением состояний, близких к насыщению. На­ блюдается тесная корреляция (отрицательная) между коэффи­ циентом прямоугольности петли гистерезиса и статической об­

угольности является одной из причин, ограничивающих приме­ нение ферритовых сердечников.

С ростом скорости записи увеличивается динамическая обра­ тимая составляющая улаи, существенно зависящая от уровня записи и достигающая максимума при л: = 0,1-5-0,3 (рис. 1-6). Увеличение утя объясняется тем, что при больших скоростях

39

отрицательно сказывающейся на уС т- При значительных скоростях перемагничивания, особенно

в «толстых» лентах, наблюдается для A: = 0,6-f-0,9 изменение зна­ ка удин, которое может в конечном итоге вызвать даже измене­ ние знака у полной обратимой составляющей (рис. 1-7).

Для уменьшения обратимого спада потока может быть пред­ ложен ряд методов.

1. Введение тока смещения в направлении импульса записи. Эта мера позволяет в широком диапазоне уровней записи пото­ ка обеспечить почти полную компенсацию статической обрати­ мой составляющей (рис. 1-8,а). Рассматриваемые кривые полу­ чены при малой скорости записи, когда влияние динамической составляющей практически не сказывается. С увеличением ско­ рости записи, как было отмечено, выше, растет и динамическая составляющая, компенсировать которую указанным способом полностью не удается (рис. 1-8,6). Однако и в этом случае уда­ ется существенно снизить полную обратимую составляющую потока.

2. Шунтирование обмотки записи омическим сопротивлени­ ем. Эта мера позволяет эффективно компенсировать динамиче­ скую обратимую составляющую, поскольку при удельном сопро­ тивлении шунта р ш , много меньшем удельного сопротивления по­ терь в сердечнике р, удается практически полностью устранить

40