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

в схеме с запирающим напряжением (см. рис. 9.3, г) можно определить следую­ щим образом.

Уравнение цепи связи при передаче единицы, составленное аналогично

Для надежного запирания обратной передачи информации необходимо, чтобы сумма напряжений Яд + U_ была больше или по крайней мере равна мак­ симальному значению импульса напряжения, возникающего на входной обмотке передающего сердечника с учетом (8.20) и (8.22),

214

Подставляя (9.34) в (9.33), получим уравнение

£ф + 0 со2 ДФ (*ф + а)

из которого отношение чисел витков

Намагничивающую силу тактового импульса определяют из уравнения

справедливого как для одного воспринимающего сердечника (яр = 1), так и при разветвлении информации (яр > 1).

Подобным образом можно найти оптимальное соотношение а между числами

Уравнение для цепи прямой передачи информации при наличии компенси­ рующих сердечников, записанное по второму закону Кирхгофа и преобразован­ ное аналогично (9.16), имеет вид

аюДФ — а пп а;ДФ =аюДФ + анп awДФ + ----- (гд + R) + ѵаюДФ. aw

Уравнение для цепи обратной передачи информации с учетом компенсш рующих сердечников записывают так:

Qo6p — Qa обр + FIqX ;

причем <?добр находят из импульсной характеристики В (<3Д) (см. рис. 8.4, а) на уровне 0,1(2ВГ), отложенном от точки— Вг.

После преобразований, подобных рассмотренным ранее, можно получить квадратное уравнение

О—Я-нп—ѴО

a —

1+ <хІІП

из которого находят оптимальное отношение чисел витков.

215

Намагничивающая -сила тактовых импульсов

R

+ Qo6p to ^ 1 —

Гя +К

§ 9.5. АНАЛИЗ РАБОТЫ МАГНИТОДИОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДРОССЕЛЬНОГО ТИПА

Как указывалось в § 9.1, магнитодиодные ячейки дроссельного ти­ па можно применять для составления логических элементов подобно ячейкам трансформаторного типа. При этом используют схемы раз­ ветвления и объединения информации.

Проанализируем работу магнитодиодной ячейки в схеме разветвле­ ния (рис. 9.8, а). Питается схема переменным напряжением, имеющим среднее значение U cp. Как показано в §9.1, при работе ячеек дроссель­ ного типа происходит инвертирование кода, т. е. при считывании единицы с передающего сердечника / и перемагничивания его от + ВТ до — Вг воспринимающие сердечники 2 и 3 перемагничиваться не будут и оста­

нутся в состоянии нулей ( — Вг). При этих условиях падение на­

пряжения на воспринимающих сер­ дечниках будет близко к нулю и по второму закону Кирхгофа

п , где R = /д + Ядоб.

при записи единицы в воспринимающие сердечники 2 и 3 сердеч­ ник 1, перемагничиваясь от — Вг до — Вт, не может уравновесить питающее напряжение, и оно, будучи приложенным к входным обмот­ кам сердечников 2 и 3, перемагнитит их в состояние + Вг

Причем, если в предыдущий полупериод сердечники 2 и 3 перемаг­ ничивались от — Вг до — Вт (с них считывался нуль), то индукция этих сердечников в рассматриваемый полупериод должна измениться от Ет До + ВТ, т. е. на величину 2Br (1 + а ІШ). В этом случае по второму закону Кирхгофа (если учесть параллельное соединение

Переходя к средним величинам (за время перемагничивания т2 сердечника 2 или 3), получим

При расчете, однако, необходимо предусмотреть, чтобы сердечники перемагничивались за время, несколько меньшее половины полупериода. Этот запас нужен для надежной работы ячеек в условиях возмож­ ного уменьшения питающего напряжения и разброса параметров схемы.

В течение времени Т/2 — т 2 может произойти так называемый п р о р ы в т о к а , когда сердечник 1 достигает насыщения и пере­ стает создавать э. д. с. в ювых. За счет прорыва тока в сердечниках 2 и

2 и 3 сначала спишется помеха (выходные обмотки сердечников 2 и 3 и их нагрузка на схеме не показаны), т. е. сердечники перемагнитятся по частому циклу от а до — Вт, и лишь после этого произойдет нара­ стание тока в следующем контуре. Эта задержка будет приблизительно равна времени прорыва, т. е. 772 — т 2.

Подобный прорыв тока происходит и во входной обмотке сердечни­ ка 1 при считывании единицы с предшествующего ему сердечника.

Воставшуюся часть полупериода запись также должна произойти

снекоторым запасом по времени на разброс параметров. Таким обра­ зом, время т2 должно быть немного меньше, чем т2; обычно принимают

(9.37)

В конце такта записи может опять произойти прорыв тока, однако он лишь увеличит потери энергии в диоде и і?доб, не вызывая какихлибо нарушений в передаче информации.

Рассмотрим работу магнитодиодной ячейки в схеме объединения (рис. 9.8, б) Воспринимающий сердечник 3 может оказаться в трех режимах работы: в режиме 0; 0 (когда токи сердечников 1 и 2 малы и оба передающих сердечника перемагни­ чиваются), в режиме 0; 1 или 1; 0 (когда перемагничивается один из двух пере­ дающих сердечников) и в режиме 1; 1 (когда ни один из передающих сердечников не перемагничивается). В первом режиме воспринимающий сердечник не пере­ магничивается (остается в состоянии 0), во втором и третьем, перемагничиваясь, запоминает 1. Перемагничивание в третьем случае происходит более энергично, чем во втором, однако образовавшийся прорыв тока не искажает информацию.

Более существенно влияние режима работы на перемагничивание пере­ дающих сердечников. В случае 0; 0 почти полное напряжение питания, прило­ женное к обоим передающим сердечникам, перемагничивает их полностью и в за­ данное время. Во втором же случае один из сердечников, где индукция меняется лишь от —ВТдо —Вт, шунтирует второй передающий сердечник и напряжение питания прикладывается в основном к воспринимающему сердечнику 3. Под действием пониженного напряжения второй сердечник не успевает полностью перемагнититься в данный полупериод и «домагничивается» в следующий полу­ период, создавая помеху. Если же рассчитать схему так, чтобы второй сердечник перемагничивался полностью в случае 0; 1, то при сигнале 0; 0 перемагничива­ ние передающих сердечников произойдет слишком быстро и образовавшийся прорыв тока запишет в сердечнике 3 большую помеху.

217

Таким образом, в схеме объединения магнитодиодные ячейки работают не­ достаточно надежно, а введение дополнительных элементов диодной развязки для повышения надежности усложняет схему.

**

Вкомплексе «Спектр», входящем в Государственную систему при­ боров, магнитодиодные элементы используют в качестве формирова­ телей тактовых импульсов, регистров сдвига, распределителей им­ пульсов, а также в различных логических схемах, работающих при частоте тактовых импульсов до 1000 гц.

?■ Набор магнитодиодных элементов состоит всего из шести суббло­ ков, но благодаря рациональному выбору состава субблоков и их многофункциональности этот набор позволяет создавать системы авто­

тодиодных ячеек различных типов относятся большой срок службы и высокая надежность, компактность и виброустойчивость, относи­ тельно простая технология, удобная стыкуемость и небольшая себес­ тоимость, а также высокое быстродействие — до 300—500 кгц.

Однако магнитодиодным ячейкам свойственны и недостатки. Напри­ мер, необходимость в специальных источниках тактовых импульсов (для ячеек трансформаторного типа). Работая на переменную индук­ тивную нагрузку, т. е. на обмотки перемагничивающихся сердечников, источник тактовых импульсов должен сохранить постоянство величи­ ны, формы и длительности импульсов тока. Сложность заключается еще в том, что источник тактовых импульсов является единственным источником энергии, за счет которого перемагничивается как передаю­ щий, так и воспринимающий сердечники.

Устранить этот недостаток позволяет использование в цепях связи между магнитными сердечниками активных элементов, которые обес­ печивают приток дополнительной энергии, необходимой для перемагничивания сердечников. В качестве таких активных элементов наи­

МАГНИТОТРАНЗИСТОРНЫЕ ЯЧЕЙКИ

ИОСНОВЫ ИХ РАСЧЕТА

§10.1. АНАЛИЗ РАБОТЫ И ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПРОСТЕЙШЕЙ МАГНИТОТРАНЗИСТОРНОЙ ЯЧЕЙКИ

Простейшая магнитотранзисторная ячейка (МТЯ) состоит из пермаллоевого или ферритового сердечника с тремя обмотками и тран­ зистора. Транзистор обычно включают по схеме с общим эмиттером, так как такая схема обладает наибольшим усилением по мощности.

^На рис. 10.1, а изображена схема ячейки памяти, нагрузкой кото­ рой являются входные (записывающие) обмотки швк нескольких (п)

213