Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

Разрядные усилители записи

Разрядный усилитель записи предназначен для фор­ мирования импульсов тока с высокой крутизной фронта, необходимой для обеспечения требуемого быстродейст­ вия ОЗУ на магнитных сердечниках. Так как обмотка разрядной записи таких ОЗУ имеет большую индуктив­ ность, то для повышения быстродействия приходится применять различные форсирующие средства. Кроме то-

Рис. 4-26. Разрядный усилитель записи од­ нополярного тока.

го, при записи необходимо поддерживать постоянной ам­ плитуду тока. Для удовлетворения этим двум требовани­ ям оконечный мощный каскад усилителя должен рабо­ тать в импульсном режиме насыщения—отсечки. Обычно транзисторы, в особенности германиевые, имеют боль­ шое время выхода из режима насыщения. Поэтому при­ нимают специальные меры для форсированного включе­ ния и выключения мощных транзисторов.

На рис. 4-26 представлена одна из схем усилителя записи с форсированным выключением выходного мощ­ ного транзистора, управляющего однополярным током в

296

разрядной обмотке записи (обмотке запрета). Схема ра­ ботает при подаче на вход отрицательного импульса на­ пряжения. Для форсированного выключения мощного триода применен инвертор, выполненный на транзисторе 7Y На вход его подается положительный импульс, явля­ ющийся инверсией входного импульса. Инвертор вклю­ чается после окончания этого импульса, обеспечивая форсированное выключение мощного транзистора Т2. Так как выходной транзистор работает в режиме насыщения, ток в обмотке запрета практически определяется сопро­ тивлением резистора в коллекторе Т2 и внутренним со­ противлением обмотки при данном напряжении питания. Усилители с аналогичными схемами могут быть исполь­ зованы также и в качестве возбудителей адресных ком­ мутаторов.

Усилители записи, вырабатывающие двухполярные импульсы тока, имеют более сложные схемы. Они состо­ ят из двух однополярных возбудителей, работающих на одну нагрузку. Объединение однополярных возбудителей в двухполярный обычно достигается с помощью много­ обмоточных трансформаторов и диодов развязки по схе­ мам, подобным тем, которые используются в адресных коммутаторах.

Усилители считывания

Усилитель считывания воспринимает входные сигна­ лы с обмоток считывания, устраняет импульсные поме­ хи, формирует сигнал, усиливает и подает его на вход регистра числа ЗУ.

Схемы усилителей считывания тесно связаны с общей организацией памяти. Для ОЗУ типов 2,5D, 3D и 20 с однополярным считыванием усилитель должен разли­ чать сигналы по амплитуде, а для ОЗУ типа 2D с двух­ полярным считыванием — по полярности сигнала. Кроме того, для ОЗУ типов 2,5D и 3D полезные сигналы при од­ ной и той же информации, которую они несут, могут быть в зависимости от адреса либо положительными, либо от­ рицательными. Поэтому усилитель должен воспринимать обе полярности сигнала, а на выходе вырабатывать оди­ наковые по форме импульсы определенной полярности.

Работа усилителя считывания значительно осложня­ ется, если в ОЗУ обмотка считывания совмещена с одной из управляющих обмоток. Обычно встречаются два слу­ чая совмещения. Один вид совмещения применяется в

297

памяти со структурами 2D и 3D, где разрядная обмотка записи при операции чтения выполняет роль обмотки считывания. Совмещение другого вида характерно для ОЗУ со структурой 2,5D, где одна из обмоток при чтении не только возбуждает запоминающий элемент, но и вос­ принимает считанный с него сигнал. При таких совмеще­ ниях ОЗУ типов 2D и 2,5D превращаются в двухпровод­ ные, а ОЗУ со структурой 3D — в трехпроводную.

Для памяти с отдельной считывающей обмоткой при необходимости выделения сигналов по количественному признаку усилитель считывания выполняют дифферен­ циальным. Два его входа присоединяются к двум концам обмотки считывания. На усилитель при этом воздейству­ ют два вида помех: синфазные и дифференциальные. Синфазная помеха, т. е. помеха, величина и полярность которой на обоих входах усилителя одинакова, вызыва­ ется индуктивной связью между обмотками при протека­ нии токов записи. Дифференциальную помеху, имеющую на разных входах одинаковую величину, но противопо­ ложную полярность, создают полностью выбранные сер­ дечники, которые не переключаются, так как уже нахо­ дятся в состоянии 0, а также полувыбранные сердечники. При расщеплении обмотки считывания на секции и про­ кладке ее таким образом, что половину сердечников она пронизывает в одном направлении, а другую половину— в противоположном, дифференциальные помехи частич­ но компенсируются. Тем не менее обычно отношение сигнал/помеха в обмотке считывания невелико.

Усилитель считывания должен подавлять дифферен­ циальные сигналы, имеющие величину ниже некоторого фиксированного порогового уровня. Обычно для каждого конкретного ЗУ имеется свой оптимальный пороговый уровень, зависящий от размера сердечников. Необходи­ мо, чтобы в усилителе этот уровень можно было регули­ ровать. Усилитель должен подавлять синфазные помехи с амплитудой в несколько вольт и в то же время должен оставаться достаточно чувствительным для обнаружения малых полезных дифференциальных сигналов любой по­ лярности. Поэтому дифференциальный входной каскад усилителя считывания обычно работает в линейном ре­ жиме при смещении, достаточном для поддержания ра­ бочей точки транзисторов на активном участке характе­ ристики даже при наличии синфазной помехи напряже­ нием в несколько вольт (см. § 4-3).

298

Влияние помех на усилитель считывания снижается также с помощью временной селекции, осуществляемой стробированием собственно усилительного каскада или каскада формирования.

На рис. 4-27 приведена схема усилителя считывания, на вход которого могут быть поданы сигналы с двух сек-

S xoâ г

Рис. 4-27. Принципиальная схема усилителя считывания запоминаю щего устройства.

ций расщепленной обмотки считывания. На входе име­ ются два трансформатора Тр\ и Тр2, к первичным обмот­ кам которых присоединяются обмотки считывания. Вто­ ричные обмотки присоединены к входам дифференциаль­ ных усилителей, которые имеют трансформаторные вы­ ходы (трансформаторы Тр3 и ТрА). Рабочие точки диф­ ференциальных усилителей устанавливаются с помощью резисторов 7?із—R 16. Отрицательная обратная связь осу­ ществляется через резисторы Rg—R ]2. Выпрямленные с помощью диодов Д 2—Дь сигналы подаются на вход эмиттерного повторителя Т5, к которому присоединен также стробирующий каскад. Амплитудная дискримина­ ция осуществляется с помощью стабилитронов Д 6— Д э , открытых в прямом направлении, и регулируется сопро­ тивлением.

299

Рассмотренный усилитель считывания может успешно применяться и для считывания сигналов в тех случаях, когда функции входных обмоток и обмоток разрядной за­ писи совмещены. При этом для снижения перегрузки усилителя во время записи применяется балансная схема включения разрядной обмотки. Одна из таких схем пред­

при записи равно нулю и входное сопротивление усилите­ ля не влияет на работу разрядной обмотки.

Некоторый небаланс сигналов, считываемых с рас­ щепленной обмотки, который возникает на практике, мо­ жет быть уменьшен до такой величины, чтобы не созда­ вать затруднений в работе усилителя. Для полезных сигналов, поступающих от переключающихся запомина­ ющих элементов при чтении, схема несимметрична, и поэтому они проходят на вход усилителя. Применение трансформаторов на входе усилителя позволяет ослабить суммарные сигналы небаланса и уменьшить время вос­ становления.

Принцип балансного построения разрядной обмотки в двухпроводном ОЗУ типа 2,5D поясняется схемой, изо­ браженной на рис. 4-29. Поскольку при данной системе организации памяти считывание полезного сигнала про­ изводится с линии У, по которой в это время течет им­ пульсный ток управления, то необходимо ввести задерж­ ку включения тока в линии по оси X. Эта мера позволя­ ет сводить до минимума влияние возможного небаланса, но в то же время снижает быстродействие ОЗУ. Недостат­ ком этой схемы также является необходимость комму­ тации большого количества выходных обмоток для под-

300