книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

мент, а на группу элементов, например на каждый столбец. Для матрицы размеров 16x16, организованной таким способом и

большое число сердечников, и это приводит к заметному уве­

В таких методах (рис. 1-14,а) используется стабилизирующее свойство диода, включенного в прямом направлении, или любо­ го другого элемента, обладающего характеристикой типа, изо­

щие условию (1-14), то это приведет к перемагничиванию сер­ дечника, находящегося на их пересечении, и протеканию тока в обмотке, содержащей диод. Для идеального диода напряжение на указанной обмотке поддерживалось бы постоянным, что и обеспечивало бы запись импульсами напряжения фиксирован­ ной амплитуды. Длительность импульсов напряжения, как и для предыдущего способа, равна длительности протекания коорди­ натных токов. В реальных случаях, погрешность записи огра­ ничивается величиной динамического сопротивления диода,

51

гласования напряжения на обмотках малогабаритных сердечни­ ков, имеющих внешний диаметр 3—5 мм, с напряжением диодов (0,5—1 в) приходится использовать многовитковые обмотки (10—15 витков), что, несомненно, является препятствием для создания многоэлементных матриц запоминающих элементов [Л. 40]. По этой причине схему с диодом целесообразно приме­ нять для небольших устройств при ограниченной точности за­ писи.

З а п и с ь с о т р и ц а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я з ь ю п о с к о ­ р о с т и и з м е н е н и я м а г н и т н о г о п о т о к а (по н а п р я ­ ж е н и ю )

Указанный метод иллюстрируется рис. 1-15. Строки матрицы

матрицы подаются импульсы тока постоянной амплитуды 112 подобно тому, как это было описано выше, то токи столбцов регулируются с помощью схемы с отрицательной обратной связью точно так же, как и в схеме рис. 1-4. Отличие заключа­ ется в том, что ограничивается максимальный ток на выходе усилителя, который по условиям координатной записи не дол­ жен превышать i/2. Провод обратной связи пропускают через сердечники тем же способом, что и провод считывания в матри­ цах цифровых ЗЭ с координатной выборкой [Л. 37], обеспечи­ вая компенсацию помех от полувыбранных сердечников. Точ­ ность поддержания напряжения записи здесь определяется коэффициентом усиления схемы регулирования и нескомпенсированными помехами в проводе обратной связи; практически ее удается довести по крайней мере до 0,5% [Л. 40]. Заметим, что требуется всего лишь одна схема автоматического регулирова­

а входной сигнал представлен в виде уровней напряжения запи­ си е или площади импульса.

Таким образом, во всех трех схемах возможна координатная запись совпадения токов и поддержание напряжения на обмотке сердечника постоянным путем изменения тока намагничивания. Длительность импульсов напряжения равна длительности проте­ кания координатных токов, причем ее можно не менять в одной

52

53

ся определенные ограничения сверху и на скорость и на уровень записи. На рис. 1-16 представлены типичные кривые перемагничивания при записи постоянным напряжением. На кривой, соот­ ветствующей полному изменению потока, можно отметить три характерных значения тока: г'нач, г'мин и 1 м а кс; на рисунке отмечен также уровень порогового тока, равный F0/w3ajl. С увеличением скорости записи монотонным образом увеличивается и ток, по­ этому максимальная скорость записи при полном перемагничи-

но. Однако имеется возможность увеличить скорость записи за счет уменьшения диапазона изменения потока примерно на 20— 30 %, как это следует из хода кривой 2; максимальное изменение по­ тока АФмакс таково, что на всем участке от — Фу до — Ф 'г + ЛФмакс соблюдается условие i(t)'^LiB&4. В этом случае (т. е. при ограни­ чении АФ) максимальная скорость записи выбирается из усло­

достаточно регулировать ток только в одной из координатных шин, а для трехкоординатной записи принципиально это всегда

Еще одна возможность, позволяющая формировать импульсы напряжения фиксированной вольт-секундной площади и в то же время осуществлять координатную запись, заключена в исполь­ зовании селектирующих сердечников (рис. 1-17,а) [Л. 4]. Эта схема не предполагает в отличие от схем, описанных в § 1-2,а, наличия у сердечников запоминающих элементов высоких по­ роговых свойств и работает следующим образом. Импульсом тока i~K все селектирующие сердечники в выбранном столбце устанавливаются в положение — Фг . Амплитуда i ~ выбирается настолько малой, чтобы ток, протекающий в обмотке записи, не смог изменить магнитного состояния в сердечнике ЗЭ. После этого в выбранную строку подается ток записи /з а п значительной амплитуды, перемагничивающий селектирующий сердечник в вы­ бранном столбце из состояния — Ф г в + Ф Г , в результате чего

5 4

55

требований к идентичности магнитных свойств сердечников ЗЭ, отсутствие разрушения информации в полувыбранных сердечни­ ках. Недостатки — невысокая точность записи из-за разброса ин­ дукции насыщения селектирующих сердечников или же необхо­ димость их тщательного подбора по этому параметру, невысокая частота записи, обусловленная медленным перемагничиванием селектирующих сердечников током смещения, невозможность широтной или амплитудной модуляции входным сигналом, срав­ нительно высокая сложность выполнения матрицы.

Для записи информации в элементы, использующие высоко­ частотное неразрушающее считывание (§ 2-2), удобным явля­ ется метод совпадения переменного и постоянного полей, каж­ дое из которых не в состоянии изменить остаточный магнитный поток. Этот метод был впервые предложен в работе (Л. 41] для двоичных элементов с неразрушающим считыванием и впослед­ ствии был развит для аналоговых ЗЭ [Л. 42—45]. Удобство рас­ сматриваемого метода состоит в том, что переменный ток может одновременно использоваться как для записи, так и для считы­ вания. Принцип такого способа записи поясняется рис. 1-18, из которого следует, что направление изменения потока опреде­ ляется полярностью импульсов постоянного тока. Для анало­ говой памяти длительность этих импульсов должна быть тако­ вой, чтобы переключение потока происходило по частным цик­

удовлетворяющих условиям координатной записи, удобно про­ водить методом построения так называемых характеристик управления [Л. 46], которые представляют собой зависимости

кривые снимаются при перемагничивании из одного насыщенно­ го состояния в другое. Кривая / ограничивает амплитуду импуль-

56

57

ния являются противоположными (пунктирная кривая). Инте­ ресно отметить, что поле трогания уменьшается не только при сближении начального и конечного состояний, но и при реверсе направления перемагничивания до и после начального состоя­ ния. Для уточненной картины характеристик управления ампли­ туду импульсов постоянного тока снизу по-прежнему ограничи­ вает кривая 2, а сверху — левые кривые (пунктирные линии) се­ мейства, примыкающего к кривой 1.

Как уже отмечалось выше, е2 можно считать пропорциональ­ ным Фост- В таком случае семейство характеристик кривой / может служить основанием для выбора амплитуды координат­ ных токов при записи совпадением импульсов постоянного тока. Действительно, указанное семейство получено при записи одним постоянным током, а напряжение е2 здесь играет роль индика­ тора величины потока, при этом сам высокочастотный ток воз­ буждения в записи не участвует. Поэтому ток записи i должен

для двух- и трехкоординатной записи соответственно должны располагаться левее всего семейства этой кривой, чтобы не изменить состояния частично выбранных сердечников. Разуме­ ется, при этом должен быть обеспечен запас, обусловленный разбросом параметров сердечников.

На рис. 1-20,а приведены типичные характеристики записи, представляющие собой зависимость выходного сигнала от числа импульсов записи для различной их деятельности. Амплитуды м. д. с. постоянного и переменного полей были определены по рассмотренному выше методу. Характерной особенностью кри­ вых записи является их явно выраженная нелинейность, подчи­ няющаяся закону, близкому к экспоненциальному. Эксперимент показывает, что нелинейность определяется прежде всего влия­ нием предыстории и скорость изменения выходного сигнала до­ вольно слабо зависит от значения остаточного потока. Влияние предыстории иллюстрируется рис. 7-20,6, показывающим, что при изменении полярности импульсов в точке а, определяемой по некоторому фиксированному уровню выходного сигнала, ско­

специальной обмотки, замкнутой на активное сопротивление или нелинейное сопротивление с характеристикой типа «отсечки».

Однако следует отметить, что низкоомное активное сопротив­ ление вызывает заметное снижение выходного сигнала, поэтому

58

целесообразно вместо активного сопротивления использовать индуктивность [Л. 48—50]. Наиболее эффективным способом улучшения линейности является применение биполярных им­ пульсов записи [Л. 49, 50]. Этот способ особенно выгоден при большем числе элементов в матрице, поскольку в данном слу­ чае усложнение одного генератора записи мало сказывается на общем объеме аппаратуры, необходимой для реализации ма­ тричного ЗУ.

При использовании метода наложения переменного и посто­

посредством широтной модуляции импульсов постоянного тока. Зависимость выходного сигнала от длительности при этом носит тот же характер, что и на рис. 1-20,а [Л. 45].

Условия координатной записи совпадением переменного и постоянного токов ограничивают круг применяемых материалов сердечников только теми, которые обладают прямоугольной пет­ лей гистерезиса. Наиболее подходящими являются пермаллоевые ленточные материалы типов 50НП, 34НКМП, 68НМП при толщине ленты 5—10 мкм и выше и 79НМ или 77НМД при толщине ленты не более 5 мкм (последние при большей толщи­ не, как известно, теряют свойство прямоугольности петли гисте­ резиса [Л. 33]). Применение ферритов пока затрудняется тем обстоятельством, что на них сильнее, чем на пермаллоевых ма­ териалах, сказывается изменение поля трогания при перемагничивании их из произвольного промежуточного состояния, о чем шла речь выше, и в основном они используются либо при пере-

59

магничивании только из состояний насыщения, либо при трех­ координатной выборе (см. п. «а» настоящего параграфа).

При одновременном возбуждении многих сердечников, как. например, в адаптивных системах, важным является вопрос 0 выборе минимально возможной для записи совпадением м. д с. возбуждения с целью уменьшения потребляемой мощности. Наиболее кардинальным решением является с этой точки зре­

раз. Наилучшие результаты дают материалы 68НМП при тол­ щине ленты 10—20 мкм и 79НМ или 77НМД при толщине ленты 5 мкм, однако последние значительно сильней подвержены воз­ действию случайных помех из-за коммутации в цепях возбуж­ дения, приводящих к частичному разрушению информации (примерно 10%). Снижение толщины ленты по сравнению с ука­ занными величинами уже нецелесообразно из-за увеличения коэрцитивной силы. Следует помнить о том, что при толщинах меньше 5 мкм резко возрастает стоимость сердечников. Кроме перечисленных материалов, целесообразно применять материал

дения сравнительно слабо: например, увеличение частоты в этом

Все рассмотренные выше способы координатной записи позво­

только в один элемент, а целесообразно обновить целый набор данных, записываемых, например, в одну строку матрицы. Если к точности записи предъявляются невысокие требования, то для указанной цели удобно использовать метод идеального намагни­ чивания (§ 1-1,г). Переменный ток с убывающей амплитудой подводится к выбранной строке, а к столбцам — набор входных данных, представленных в виде уровней постоянного тока. Зна­ чения этих токов настолько малы, что они не влияют на магнит­ ное состояние сердечников в невозбужденных строках, а в эле­ менты выбранной строки записываются остаточные потоки, зна­ чения которых, как уже отмечалось в § 1-1 ,г, пропорциональны входным сигналам.

60