книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

Вотличие от обычных тороидальных сердечников, в которых

магнитопровод является общим как для цепей записи, так и для считывания, в трансфлюксорах, относящихся к так назы­ ваемым разветвленным сердечникам с магнитно-развязанными контурами, отсутствует непосредственная магнитная связь меж­ ду обмотками записи и выходными обмотками [Л. 66]. Указанное

Предположим, что материал трансфлюксора обладает идеальной прямоугольной петлей гистерезиса. В исходном состоянии транс­ флюксора, называемом заблокированным, все три стержня на­ сыщены, как это показано на рис. 1-21,6, и потоки стержней равны

магничивания вокруг обоих отверстий сразу и одного малого отверстия соответственно.

Несмотря на то что м. д. с. обмотки возбуждения потенциаль­ но может перемагнитить весь объем вокруг малого отверстия,

61

62

63

импульса записи изменить направление перемагничивания в пе­ ремычке /, то применяется специальная обмотка смещения, удер­ живающая перемычку / " всегда в насыщенном состоянии (рис. 1-25). Как и ранее поток Ф1 меняется лишь в пределах от Ф1г до нуля, но направление перемагничивания может быть любым в за­ висимости от полярности тока в обмотке w3&n-

вующего определенному значению АФз в магнитопроводе счи­ тывания. При этом можно использовать те же методы записи, что и в случае тороидальных сердечников (§ 1-1 и 1-2) с сохра­ нением достоинств и недостатков этих методов. Однако следует отметить и ряд особенностей записи в разветвленные сердечники.

1. При записи непрерывным током, как отмечалось в § 1-1,а, для улучшения линейности характеристик записи удобно исполь-

64

К каждой из этих частей применимо уравнение динамики пере­ магничивания (1-3), как к тороидальному сердечнику:

dt = Я . ( Ф , ) ( Л - Л „ ) ;

(1-29)

ЙФ3

dt ^ . ( Ф . ) ( Л - ^ о . ) -

Полную систему уравнений получим, используя соотношения (1-29) совместно с уравнениями Кирхгофа для магнитных цепей:

(1-30)

5—382

65

66

дечника, все перемычки насыщены в направлении, противопо­

^ / з # с , то можно исключить падающий участок на характеристи­

где Я т — поле трогания, a Hcs — напряженность поля насыще­ ния.

Второй способ. Пусть сердечник предварительно заблокиро­ ван, тогда Ф1 = Ф1Г . Если запись производится импульсами фик­ сированной вольт-секундной площади, то, как показано в § 1-1,6, можно достаточно точно управлять величиной приращения по­ тока Д Ф Ь Выбирая Д Ф 1 < Ф 1 г , получаем, что после записи Д Ф 1 Х ) и переблокировки не происходит. Тот же эффект дости­ гается и в схемах замкнутых АЗЭ (§3-1,6), в которых контро­ лируется выходной сигнал АЗЭ, а так как последний является функцией Ф ь то вместе с ним можно контролировать и значение потока.

Третий способ. Использование компенсационной обмотки вы­ звано в первую очередь проблемами не записи, а считывания, а эффект устранения падающего участка на характеристике записи является хотя и весьма полезным, но вторичным эффек­ том применения этой обмотки, поэтому и описание ее действия сделано ниже в § 2-5, посвященном считыванию информации

странсфлюксоров.

В том случае, если применяются трехотверстые трансфлюксоры и процессу записи всегда предшествует блокировка сердеч­ ника, то необходимости в обмотке смещения нет. Если же, как, например, в замкнутых АЗЭ следящего типа или в АЭ, поток CDi приходится изменять в обе стороны от любого промежуточ­ ного положения, то при использовании трехотверстых сердеч­ ников наличие обмотки смещения обязательно.

записи и считывания «разнесены», благодаря чему можно осу­ ществлять неразрушающее считывание. Для магнитопровода за­ писи используются магнитножесткие материалы, а для магнито­

68

тельно, сигналом записи. Таким образом, указанная схема рабо­ тает по принципу магнитных усилителей [Л. 5], однако поле управления здесь создается не обмоткой с током, а постоянным магнитом.

В схемах рис. 1-29,6 и в в отличие от предыдущей схемы на магнитопроводе считывания находятся две обмотки: обмотка считывания wC4, питаемая от источника переменного тока, и вы­ ходная обмотка Ш в ы х - Напряжение, наводимое в ш В ых, опреде­ ляется степенью насыщения сердечника 2, которая, как и в схе­ ме рис. 1-29,а, зависит от уровня потока, записанного в сердеч­

Одним из основных препятствий на пути более широкого исполь­ зования адаптивных элементов считают их относительно высо­ кую стоимость [Л. 1—3]. Между тем основные преимущества адаптивных методов проявляются именно в многоэлементных системах (до 10 000 АЭ и выше) с высокой избыточностью ком­ понентов. Очевидно, что до тех пор пока эти компоненты не бу­ дут достаточно дешевыми и малогабаритными, построение адап­ тивных машин может производиться лишь на экспериментальной основе.

В этой связи заслуживает самого серьезного внимания во­ прос о реализации адаптивных и аналоговых запоминающих элементов с применением тонких магнитных пленок ( Т М П ) .

Во-первых, применение ТМП позволяет при сохранении всех преимуществ ферромагнетиков (способность хранить информа­ цию без потребления энергии, теплостойкость, радиационную стойкость и др.) перейти на новый уровень микроминиатюриза­ ции на основе использования магнитной интегральной техноло­ гии. Уже сейчас многослойные пленочные структуры с большим отношением охлаждаемой поверхности к объему, полученные методом вакуумного осаждения в едином технологическом цик­ ле, в небольших объемах обеспечивают максимальную на сегод­ няшний день плотность записи информации в двоичных ЗУ — порядка 3 000 бит/см2 [Л. 141]. Таким образом, если первым по­ колением средств хранения и переработки многоуровневой ин­

ройства на дискретных компонентах (магнитных сердечниках,

69

Во-вторых, применение ТМП способствует уменьшению слож­ ности монтажа и сокращению числа паек, что повышает надеж­ ность твердых магнитных схем на ТМП. Следует отметить, что форсированному развитию магнитных интегральных схем спо­ собствует и то обстоятельство, что при их разработке в полной мере пригодны методы интегральной технологии, опробованные в полупроводниковой технике. Иными словами, удается избе­

в интегральном исполнении обещает быть ниже стоимости ана­ логичных по числу функциональных компонентов полупровод­ никовых интегральных схем, поскольку для производства и кон­ троля магнитных интегральных элементов требуется меньше оборудования, проще технологические операции и не нужны дорогостоящие материалы.

В-четвертых, при использовании ТМП возможно на порядок и более повысить быстродействие адаптивных элементов. Суще­ ствующие тонкопленочные элементы, основанные на движении доменных стенок, работают на частотах 0,1 —10 Мгц, что не является теоретическим пределом быстродействия устройств на ТМП [Л. 142, 153].

В-пятых, в ТМП существует возможность управлять микро­ структурой ферромагнетика, используя в качестве носителей информации отдельные домены или доменные стенки. При этом можно осуществлять визуальное наблюдение и контроль про­ цессов записи информации в ТМП, используя магнитооптиче­ ские эффекты Керра и Фарадея.

Процесс переключения тонких магнитных пленок может про­ исходить, как известно, в соответствии с механизмами смещения доменных границ, некогерентного и когерентного вращения век­ тора намагниченности. Указанные механизмы переключения, разные по своей физической сути, могут быть положены в осно­ ву классификации методов записи информации в адаптивный элемент.

На основании магнитооптических исследований установлено, что перемагничивание однодоменной (насыщенной) пленки смеще­ нием доменных границ под действием внешнего поля Н, мень­ шего по величине поля анизотропии # ь протекает в две стадии: зародышеобразование и движение границ зародыша [Л. 143— 152].

70