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

сердечников. Сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, у кото­

Рассмотрим работу МТЯ с учетом требований предотвращения прямой и обратной ложных передач информации. Условие разнесения во времени процессов записи и считывания информации выполняется за счет применения, как правило, двухтактных схем.

Рис. 10.1. Схема магнитотранзисторной ячейки без положитель­ ной обратной связи (а) и ее характеристики (б, в)

Если во входную обмотку подается импульс тока, записывающий единицу, в выходной, базовой обмотке w6 наводится э. д. с. еб, при­ ложенная к эмиттерному переходу в запирающем направлении (ми­ нус на эмиттере), транзистор запирается, предотвращая прямую лож­ ную передачу информации.

Для считывания информации в тактовую шину подается импульс тока /т1, создающий отрицательную напряженность.

При считывании единицы индукция изменяется от + Вг до — Вт, в обмотке w6 наводится э. д. с., приложенная к эмиттеру в прямом направлении, транзистор открывается, переходя в область насыще­ ния. Падение напряжения (Укэ снижается до долей вольта, и почти все напряжение Еі{ прикладывается к обмоткам wBX воспринимающих

219

сердечников, записывая в них единицы.' С окончанием тактового им­ пульса индукция сердечника изменяется от — Вт до — Вг и наводит в базовой обмотке э. д. с. ев, которая приложена к транзистору в за­ пирающем направлении (рис. 10.1, б и в), что способствует рассасыва­ нию неосновных носителей заряда из области базы и уменьшению времени этого рассасывания.

При считывании нуля в обмотке w0 наводится э. д. с. помехи, про­ порциональная изменению индукции от — Вг до — Вт и имеющая то же направление, что и э. д. с. присчитывании единицы, незначительно меньше последней по величине (она равна еп). Под действием этой э. д. с. транзистор переходит из области отсечки в активную область и ток в коллекторной цепи возрастает. Параметры схемы необходимо подбирать так, чтобы этот ток создавал напряженность, значительно меньшую коэрцитивной силы, и воспринимающие сердечники остава­ лись бы в состоянии нулей.

В магнитотранзисторных ячейках, кроме э. д. с. помехи при считы­ вании нуля, существенное значение имеет э. д. с. п о м е х и з а д н е ­ го ф р о н т а гп, Зф. Электродвижущая сила этой помехи наводится

аналогичны помехе при считывании нуля. Уменьшить эту помеху можно путем повышения коэффициента прямоугольности петли гистерезиса сердечника, а также создания более пологих задних фронтов записы­ вающих импульсов.

В состоянии покоя, когда сердечник не перемагничивается и э. д. с. в обмотке w6 не наводится, напряжение база —эмиттер равно нулю и по обмоткам wBXвоспринимающих сердечников течет неуправляемый коллекторный ток / к0. Ток / к0 в схеме МТЯ в 3—5 раз превышает не­ управляемый ток схемы с общей базой [2.5], значения которого обыч­ но даются в справочниках. Это объясняется тем, что в состоянии покоя эмиттер и база по существу соединены накоротко через очень малое сопротивление провода базовой обмотки, в то время как ток / к0, обыч­ но приводимый в справочниках, измеряется при отключенном эмиттере.

Число витков wBX, как правило, таково, что напряженность Н к0, создаваемая током / ко, значительно меньше коэрцитивной силы (рис. 10.1, б). Однако повышение температуры транзистора на каждые 10° С примерно вдвое увеличивает / к0, а вместе с ним возрастает и Нк0. Само увеличение напряженности Н к0 не вызывает перемагничивания сердечника, так как условие Нк0 < Нс обычно сохраняется во всем диапазоне температур. Опасным является рост индукции АВ, так как при считывании нуля под действием тактового импульса увеличен­ ное изменение индукции может привести к созданию в базовой обмотке недопустимо большой э. д. с. помехи. Если коллекторный ток, соот­ ветствующий этой э. д. с., создает напряженность выше коэрцитивной силы, может произойти ложная запись единицы.

Изменения параметров ферритов Br, Sw и др. при изменении темпе­ ратуры зависят от коэрцитивной силы Нс, которой они обладают при нормальной температуре. Чем меньше Нс, тем сильнее проявляется

220

температурная нестабильность указанных параметров. Это объясняет­ ся тем, что ферритам с малой Нс свойственны меньшие точки Кюри. Поэтому, чтобы обеспечить стабильную работу схемы, особенно при высоких температурах, для МТЯ применяют сердечники с относитель­ но большой напряженностью Нс, хотя для их перемагничивания тре­ буется повышенная мощность.

Пока транзистор находится в режиме насыщения и производится запись единиц в воспринимающие сердечники, напряжение Е к уравно­ вешивается в основном э. д. с. обмоток wBXвоспринимающих сердечни­ ков и по коллекторной цепи течет ток ік = I к (рис. 10.1, в). Когда же перемагничивание воспринимающих сердечников заканчивается, э. д. с. уменьшается до близких к нулю значений и происходит прорыв тока, подобный прорыву тока в МДЯ дроссельного типа (ср. § 9.5). Для предохранения транзисторов от перегрузки в результате прорыва тока ік = /„ тах в коллекторную цепь вводят сопротивление R K, вели­

К к

где Uvs — падение напряжения на транзисторе между коллектором

иэмиттером в режиме насыщения;

/к. доп — наибольший допустимый ток коллектора в импульсном режиме работы.

На рис. 10.1, в приведены формы токов и напряжений при записи и считывании в предположении, что запись единицы производится вход­ ным током, т. е. коллекторным током предыдущей ячейки, а считы­ вание—импульсом тока от источника прямоугольных тактовых импульсов.

Для коллекторной цепи в процессе записи по второму закону Кирх­ гофа, выраженному в потокосцеплениях [см., например, выражения

(9.16), (9.33) и (9.35)),

АФ = 2s Вг — изменение потока воспринимающего сердечника;

°нп — коэффициент непрямоугольности воспринимающего сердечника, определяемый выражением (9.9).

Для записи единицы во входную обмотку каждого сердечника дол­ жен быть подан полный импульс поля Q3an, зависящий от необходи­

/ к ,

221

откуда

Если заданы число воспринимающих сердечников п, их параметры и время записи, можно найти оптимальное число витков обмотки ьуБХ, обеспечивающих минимальное напряжение источника питания Е к из условия

с п сердечников и передача информации в следующие логические эле­ менты. Если при записи информации э. д. с. в обмотках wBXвсех сердеч­ ников была направлена навстречу напряжению Е к, то при считывании единиц в обмотках wBX всех сердечников наведется э. д. с., поляр­ ность которой совпадает с полярностью Ек. Рассматриваемый тран­ зистор во второй такт заперт и к нему приложено напряжение кол­

Если импульсы тока в тактовых (считывающих) обмотках и тока в базовых обмотках воспринимающих сердечников (на рис. 10.1 эти обмотки не показаны) принять прямоугольными, то среднее и ампли­ тудное значение э. д. с., наводящихся во входных обмотках, можно свя­ зать коэффициентом формы кф, вычисленным по выражению (8.22). Тогда максимальное напряжение между коллектором и эмиттером

Для нормальной работы транзистора это напряжение не должно

222

Кроме того, если положить тзап л; тсч и учесть, что для ферритст вых сердечников обычно £ф = 0,55—0,65, получим

Заметим, что допустимая величина UK3_доп зависит от схемы вклю­ чения транзисторов и для транзисторов МП13 — МП16, применяе­ мых в МТЯ, колеблется в пределах 15—30 в. Поэтому напряжение питания Е к в различных разработках МТЯ принято равным от 8 до

15е.

При заданном Е к можно воспользоваться зависимостью (10.7) для

определения наибольшего допустимого числа ячеек, которые могут быть перемагничены одним транзистором:

Если число ячеек п, включенных в качестве нагрузки, меньше пдоп, то они перемагнитятся быстрее, и для уменьшения прорыва тока можно увеличить сопротивление R K.

Рассмотрим базовую цепь. Число витков w6 определяется напряже­ нием и бэ> которое необходимо для надежного перевода транзистора из режима отсечки в режим насыщения, и его можно найти по формуле

либо по характеристикам / к тах = / (7б) и входному сопротивлению транзистора R 6g в импульсном режиме.

Импульс тока в тактовой обмотке должен не только считать инфор­ мацию, но и скомпенсировать размагничивающее действие н. с. ба­

ров, рекомендуемых для электромагнитных элементов дискретного действия [2.18].'

223