Файл: Миловзоров, В. П. Электромагнитные устройства автоматики учебник.pdf

делитель напряжения для э. д. с. входной обмотки сердечника 2, и обратную информацию обусловливает та часть рассматриваемой э. д. с., которая создает падение напряжения на открытом диоде Д ш. Пара­ метры схемы подбирают так, чтобы под действием этой части э. д. с. сердечник I не перемагнитился и второе условие нормальной работы схемы было бы соблюдено.

График подачи импульсов во времени, приведенный на рис. 9. 2, 6, показывает, что подача на вход элемента в обмотку шВх сердечника / нового сигнала, соответствующего следующему разряду двоичного чис­ ла, может быть осуществлена в момент, совпадающий с подачей так­ тового импульса 12 в сердечник 2. Если новый сигнал — единица, сердечник 1 беспрепятственно перемагнитится и «запомнит» ее; причем запертый диод Д 1і2 не нарушит работы шунтирующего диода. Если новый сигнал — нуль, то произойдет запись помехи, которая опреде­ ляется как сигналом, так и упомянутой частью э. д. с., создающей падение напряжения на шунтирующем диоде. Для работы двухтакт­ ной схемы, состоящей из двух магнитодиодных ячеек (МДЯ) требует­ ся генератор, создающий две последовательности тактовых импульсов, чередующихся между собой.

Получили распространение двухтактные схемы МДЯ [2.31, в ко­ торых обратная ложная передача информации предотвращается за счет э. д. с. отпирания диода (рис. 9.2, в).

В самом деле, если ток через диод появляется только при напря­

Из (9.5) ясно, что в целях меньшего ослабления Евых в эт°й схеме следует выбрать меньшее из двух возможных значений коэффициента а

[ср. (8.69)1.

В схеме рис. 9.2, г обратная передача информации не допускается за счет совместного действия Еп и падения напряжения на общем для двух цепей связи сопротивлении R. Учитывая полярность э. д. с. в обмотке wBXи падения напряжения, создаваемого током / 2,3 прямой

203

передачи информации с ячейки 2 в ячейку 3, можно записать условие предотвращения тока г2Д в виде

или, выразив ток через напряженность Нт,

WbxEi ^ E r + - ^ lL R

®вх

Из сравнения (9.6) и (9.1) очевидно, что при прочих равных усло­ виях допустимое число витков wBX в этой схеме больше, чем в преды­

дущей.

Прямая ложная передача информации в схемах рис. 9.2, в и г пре­ дотвращается диодами. Отметим, что к диодам этих схем предъявляют повышенные требования, в частности к стабильности характеристик и

пульс на каждый разряд двоичных чисел (рис. 9.2, д). Название схемы свидетельствует о том, что во все сердечники одновременно подается тактовый импульс. Поэтому прежде всего должно быть выполнено третье условие о разнесении во времени процесса записи и считывания информации с одного и того же сердечника. Эта задача в данном случае решается с помощью цепочки RC. При считывании тактовым импульсом единицы с какого-либо сердечника э. д. с. выходной об­ мотки через открытый диод Д заряжает конденсатор С, который «удер­ живает» полученный заряд на время опроса следующего сердечника, совпадающее со временем опроса первого сердечника. Когда тактовый импульс закончится, конденсатор разряжается на входную обмотку следующего сердечника, создавая импульс поля, который записывает в этом сердечнике единицу.

Следовательно, работа схемы состоит из двух полутактов: в тече­ ние первого полутакта сердечники опрашиваются тактовым импуль­ сом, а в течение второго полутакта происходит запись единиц или нулей в зависимости от величины заряда конденсаторов.

Прямую ложную передачу информации предотвращает, как и в пре­ дыдущих схемах, диод Д. Обратная передача исключается потому, что конденсатор, разряженный к моменту подачи тактового импульса, шунтирует выходную обмотку предыдущего сердечника (подобно диоду Дш в двухтактной схеме).

Из-за повышенного расхода энергии и низкой частоты работы одно­ тактные ячейки распространения не получили.

Теперь рассмотрим четвертое условие, но сначала поясним, чем оно вызвано.

Предположим, что все сердечники ячеек имеют одинаковую петлю гистерезиса, изображенную на рис. 9.3, а, и одинаковое количество витков обмоток давх = йУвых. Пусть в первом сердечнике трехтактной схемы записана единица, и индукция равна + ВГ. Первый тактовый импульс, изменяя индукцию от + Вг до — Вт, наводит в выходной

204

обметке данного сердечника э. д. с., которая пропорциональна вели­ чине этого изменения индукции. К входной обмотке второго сердеч­ ника в результате падения напряжения в цепи связи будет приложена меньшая э. д. с., под действием которой второй сердечник может пере­ магнититься лишь до точки а, и после прекращения тока в цепи связи оказаться в состоянии, соответствующем Ь. Второй тактовый импульс создает в выходной обмотке второго сердечника меньшую, чем первый, э. д. с., пропорциональную лишь изменению индукции от b до — Вт. Следовательно, третий сердечник, на вход которого поступит эта мень­ шая э. д. с., перемагнитится только до уровня с — d.

Рис. 9.3. Методы повышения надежности передачи информации:

а — затухание единицы; 6 — накапливание помехи нуля; б —схема с компенсирующими сердечниками; б —схема с запирающим напряжением

Таким образом, по мере продвижения единицы от элемента к эле­ менту происходит ее затухание, и может наступить сбой, т. е. единица перейдет в нуль.

Как было показано в § 8.7, при выполнении условия швх = awBUX, где а < 1, в котором учтены активные падения напряжения (включая э. д. с. отпирания диода), можно предотвратить затухание единицы и обеспечить равенство изменений потоков АФ у передающего и вос­ принимающего сердечников. Более того, выполнив число витков wBX меньше, чем рассчитанное awBbIX, можно не только предотвратить за­ тухание единицы, но добиться ее регенерации (восстановления). При этом воспринимающий сердечник будет перемагничиваться полностью и его индукция достигать точки + Вг даже под действием понижен­ ной э. д. с. передающего сердечника, пропорциональной, например, изменению его индукции лишь в диапазоне от d до — Вт. Этот прием используют во . всех видах магнитодиодных элементов.

до — Вт, наведет в даБЫХ э. д. с., под действием которой второй сердеч-

205

ник намагнитится по частному циклу а — Ь. Второй тактовый импульс, изменяя индукцию второго сердечника от Ь до — В т, наведет в его “'вых большую э. д. с., под действием которой индукция третьего сер­ дечника займет положение d. Нетрудно заметить, что эта помеха при считывании нуля, имея тенденцию к увеличению, по мере продвижения информации будет при условии wBX < щвых возрастать еще интенсив­ нее. Поэтому необходимо осуществить снижение и подавление помехи при считывании нуля.

Снижение этой помехи было бы возможно, если бы удалось улуч­ шить степень прямоугольное™ петли гистерезиса магнитных материа­ лов сердечников.

Эффективным способом предотвращения помех от непрямоуголь­ ное™ петли является способ включения к о м п е н с и р у ю щ и х с е р д е ч н и к о в (рис. 9.3, в). Компенсирующие сердечники К име­ ют те же размеры и обмоточные данные, что и основные, рабочие сердеч­ ники Р. Однако входной сигнал создает в компенсирующих сердечни­ ках не положительную, как в рабочих, а отрицательную напряжен­ ность — Нт. Поэтому индукция компенсирующего сердечника после окончания импульса всегда будет соответствовать точке — Вг. Выход­ ная обмотка компенсирующего сердечника включена навстречу вы­ ходной обмотке рабочего. Тактовый импульс, опрашивая одновремен­ но оба сердечника, создает в выходных обмотках э. д. с., которые взаим­ но компенсируются, если в рабочем сердечнике был записан нуль и его индукция была — Вг. Если же в рабочем сердечнике была записана единица, то на выход ячейки будет подана разность э. д. с., соответст­ вующих считыванию единицы с рабочего и нуля с компенсирующего сердечника.

На рис. 9.3, 6 приведена трехтактная схема. Двухтактную схему выполняют аналогично рис. 9.2, б, но с включением добавочных ком­ пенсирующих сердечников. Отметим, что входные обмотки на компен­ сирующих сердечниках могут отсутствовать, но работа схемы практи­ чески не изменится. При этом способе предотвращения помех от не­ прямоугольное™ число сердечников в схеме удваивают, что'является его недостатком.

Другой способ предотвращения помех осуществляется схемой с з а ­

этом условии при передаче нуля ток в цепи связи не возникает, так как диод остается запертым. Естественно, что запирающее напряжение ос­ лабляет и полезный сигнал при передаче единицы, так как амплитуда выходного напряжения

^вых = ®вых Е г — и_.

Эта схема в двухтактных магнитных элементах легко позволяет решить и другую задачу — предотвратить обратную ложную передачу информации, так как

Побр = toBX£ i - U..

20ß

ся линией равной передачи сигнала. Часть характеристики, лежащая ниже этой прямой, свидетельствует о затухании сигнала по мере прод­ вижения информации. Так, если на вход элемента поступил сигнал fco, то на его выходе или на входе следующего элемента сигнал будет ослаблен до fco'. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в цепочке элементов не установится сигнал fc0 — устойчивой помехи при пере­ даче нуля.

Аналсгичнэ сигнал Ъ[ будет усиливаться до устойчивого значения Ьѵ Точка fcitp соответствует такому критическому уровню сигнала, при котором может наступить сбой.

При изменении напряжения питания и температуры изменяются положение и вид характеристики передачи.

Назовем з о н о й у с т о й ч и в о й р а б о т ы (рис. 9.4, б) такую область изменений напряжения питания и температуры, в которой

висимые колебания напряжения и температуры, при которых возмож­ на устойчивая работа элементов. На рис. 9.4, б показано подобное поле допусков, а для точек касания его с границей зоны устойчивой работы приведены характеристики передачи, имеющие лишь точки касания с линией равной передачи. При этом точка а определяет наи­ худшую регенеративность единицы, а точка fc — наименьшую помехо­ устойчивость нуля.

Рассмотрим примеры использования магнитодиодных ячеек транс­

запрета создаст отрицательную напряженность, направленную на­ встречу напряженности входной обмотки. Поэтому при подаче такто­ вого импульса / 2 на выходе схемы будет нуль. Схема, таким образом,

реализует логическую операцию Р = А-В.

208