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

цесс перемагничивания координатного трансформатора происходит по принципу совпадения токов, но при этом замедляется вторичным током в обмотке Z трансформатора (ср. § 8.6). Ускорение процесса достигается за счет начального смещения, осуществляемого постоян­ ным током / см (рис. 11.2, о). Напряженность смещения и напряжен­ ности координатных шин выбирают так, чтобы при IIх = Ну соблю­ дались условия:

(111)

Первое условие означает, что полувыбранные координатные транс­ форматоры не будут перемагничиваться и, следовательно, в обмотках Z этих трансформаторов не будут протекать токи. Второе условие оз­ начает, что перемагничивание координатного трансформатора под действием импульсов тока в адресных шинах будет более энергич­ ным, чем обратное перемагничивание под действием II см, когда им­ пульсы в адресных шинах прекращаются.Необходимость второго ус­ ловия станет ясной из дальнейшего.

Ток Iz зависит от сопротивления цепи Z, а оно определяется кодом числа, записанного в числовой линейке. В самом деле, при считыва­ нии кода сердечники, в которых была записана единица, перемагни­ чиваясь на 2Вг и создавая э. д. с. в петле Z, окажут току Iz сопротив­ ление, в десятки раз большее, чем сердечники, с которых считывается нуль. Так как код числа может быть самым различным, сопротивле­ ние цепи Z может меняться в десятки раз.

Стабилизировать сопротивление цепи Z и величину тока в ней мож­ но введением достаточно большого балластного сопротивления. Такие системы запоминающих устройств называют системами 2D с одним сердечником на бит. Однако дополнительная мощность потерь в бал­ ластных сопротивлениях значительно снизит к. п. д. устройства.

Для стабилизации сопротивления цепей Z в запоминающем устрой­ стве, разработанном в ИТМ и ВТ АН СССР, применены с т а б и л и ­ з и р у ю щ и е с е р д е ч н и к и СС, число которых равно числу основных р а б о ч и х с е р д е ч н и к о в PC (см. рис. 11.2, а). Каждая пара, состоящая из рабочего и стабилизирующего сердечников и образующая запоминающий элемент, прошивается записывающей и выходной обмотками-шинами определенного разряда запоминае­ мого числа и находится в одном и том же состоянии: или 1, или 0. Эти

напряженность, в стабилизирующих тот же импульс создает положи­ тельную напряженность. В результате, если, например, в паре сердеч­ ников записана 1, то импульс тока Iz перемагнитит рабочий сердеч­ ник от + ВТ до — Вт, а стабилизирующий — от + Вг до + Вт (рис. 11.2, б). Рабочий сердечник окажет току большое сопротивление, а стабилизирующий — малое. Если же в паре сердечников записан 0, то (рис. 11.2, г) по полному циклу перемагничивается стабилизи­

251

рующий, а по частному — рабочий сердечник, так что сумма сопро­ тивлений, оказываемая току Iz парой сердечников, остается постоян­ ной и не зависящей от кода. Очевидно, что и полное сопротивление цепи Z, определяемое суммой сопротивлений всех пар сердечников, тоже не будет зависеть от записанного кода.

Однако сопротивление цепи Z резко упадет с момента, когда перемагничивание сердечников линейки закончится. Если к этому моменту координатный трансформатор полностью не перемагнитится (для надежной работы его коэффициент потери потока должен быть меньше единицы, как и в логических схемах, проанализированных в гл. IX), то на этапе «дочитывания» ток 1z резко возрастет, уменьшится на­ пряженность Нт координатного трансформатора и процесс «дочиты­ вания» может затянуться. Для предотвращения этого явления необ­ ходимо активное сопротивление самой шины Z сделать не меньше не­ которой определяемой расчетом величины.

Аналогичное явление происходит и в цепях Z полувыбранных ко­ ординатных трансформаторов, где сопротивление цепи Z также не­ велико и по шинам Z возможно протекание тока помехи IZn- Если этот ток не ограничить, то он вызовет частичное перемагничивание рабочих и стабилизирующих сердечников и, следовательно, появление помехи в выходных обмотках. Таким образом, для нормальной работы полувыбранных координатных трансформаторов сопротивление самой шины Z не должно быть меньше некоторой величины, но оно — при­ мерно на порядок меньше, чем балластное сопротивление в системах с одним сердечником на бит.

Рассмотрим работу запоминающего элемента, состоящего из ра­ бочего и стабилизирующего сердечников, в процессе записи и считы­ вания информации.

Координатный трансформатор создает в шине Z две полуволны тока. Первая полуволна в момент tC4 (рис. 11.2, в и г) создает в сер­ дечниках числовой линейки напряженность выборки HZb, значительно превышающую Я0, и обеспечивает энергичное перемагничивание этих

линейки.

Предположим, что в элемент памяти надо записать единицу. Для этого в момент t3aTi в шину записи подается импульс тока, создающий напряженность Язап. Эта напряженность не должна превышать Яс, так как в противном случае перемагнитятся сердечники других чис­ ловых линеек, прошитые обмоткой записи. Обычно Язап = (0,20— 0,25) Нт. Первая полуволна тока Iz создает напряженность Я2в и переводит PC в состояние 0, а СС в состояние 1, где бы они до этого ни находились. Напряженность Я зап складывается с напряженностью полуволны Hz3 в PC и вычитается из Hz3 в СС (пунктирные кривые на рис. 11.2, в), в результате чего в PC записывается 1, а СС остается

в состоянии 1. Такое состояние пары сердечников соответствует за­ помненной единице.

252

Если надо записать нуль, то подается импульс тока записи противо­

При необходимости выбрать из МОЗУ некоторое число с помощью координатных шин перемагничивают нужный координатный транс­ форматор, который посылает в числовую линейку импульс HZb. Е с ли

впаре сердечников была записана 1, то в момент /сч PC перемагничи­ вается «вниз», а СС остается в состоянии 1; в выходной обмотке наво­ дится импульс э. д. с. Если же в паре сердечников был записан 0, то

вмомент tC4 PC остается в состоянии 0, а СС перемагничивается «вверх» и, следовательно, в выходной обмотке наводится импульс э. д. с.

противоположной полярности.

Важно отметить, что ввиду весьма незначительного уровня помех от тех сердечников числовых линеек, которые соответствуют полувыбранным координатным трансформаторам, нет необходимости проши­ вать сердечники выходной обмоткой по диагонали в противоположных направлениях, как это делается в матричных ЗУ типа 3D. Выходная (а также записывающая) обмотка прошивает все сердечники одного и того же разряда в одном, и том же направлении. Поэтому считывание 1 с любой числовой линейки создает в выходной обмотке э. д. с. одного направления, а считывание 0 — другого.

Таким образом, сигналы, соответствующие 1 и 0, отличаются не по величине, как в МОЗУ типа 3D, а по полярности. Это важное пре­ имущество МОЗУ типа 2D упрощает распознавание сигналов и повы­ шает надежность работы.

После выборки числа все PC числовой линейки приходят в состоя­ ние 0, а все СС — в состояние 1 и информация стирается. При переза­ писи числа в МОЗУ сигналы, наведенные в момент ісч в выходных обмотках, после задержки во времени подаются в момент ^зап в об­ мотки записи и, таким образом, на числовой линейке снова записывает­ ся только что выбранное число.

В заключение, как и при рассмотрении МОЗУ типа 3D, оценим общее количество управляющих проводов, которыми необходимо про­ шить сердечники числовых линеек для записи в них информации.

§ 11.3. ВЫБОР СЕРДЕЧНИКОВ ДЛЯ МАТРИЧНЫХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Из описания работы матричных ЗУ видно, что их качество в зна­ чительной степени определяется величиной изменения индукции в сердечнике под действием поля Н т /2 по сравнению с величиной из­ менения индукции под действием поля Нт. Количественно работу сердечника в матричном ЗУ можно оценить с помощью к о э ф ф и-

253

ц и е и т а к в а д р а т н о с т и (рис. 11.3, а), который согласно действующей нормали на ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса определяется по формуле

Чем ближе к единице величина К, тем «квадратнее» петля гистерези­ са и меньше величина помех от полувыбранных сердечников.

Из этого равенства очевидно, что для повышения устойчивости работы матричного ЗУ лучше применять сердечники в виде коротких тонкостенных трубок с достаточно близкими радиусами г2 и гъ чем плоских колец, при одинаковых сечениях тех и других.

Коэффициент квадратности определяют по петле гистерезиса, сня­ той в статическом режиме работы. Для оценки работы сердечников в ЗУ более правильно использовать параметры, снятые в импульсном режиме работы. Наиболее жесткие требования предъявляют к сердеч­ никам, работающим в режиме совпадения токов. Излагаемая далее программа испытаний сердечников составлена для этого режима. Вы­ сокое качество сердечников, определенное при испытании по такой программе, обеспечивает их качественную работу в ЗУ и других ти­ пов, например, работу сердечников числовых линеек в МОЗУ типа 2D.

На сердечники в МОЗУ могут действовать различные комбинации импульсов полной и половинной амплитуд. Рассмотрим их действие на сердечник с идеализированной петлей гистерезиса (рис. 11.3, а). При выборе или записи в данный сердечник импульсы полной ампли­ туды перемагничивают его из любого состояния и доводят индукцию до значений ± Вт. С окончанием импульса рабочая точка сердечни­ ка переходит в точку 1 или 0. Предположим, что в сердечник была за­ писана 1. После этого сердечник может неоднократно находиться в состоянии полувыбранного, подвергаясь действию серии импульсов половинной амплитуды (полуимпульсов), и лишь затем из него про­ изойдет выборка кода. Под действием серии указанных импульсов ра­ бочая точка сердечника окажется в точке разрушенной единицы 1р. Однако эксперименты показали [2.1 ], что основное смещение рабочей точки происходит под действием первого полуимпульса; под действием же следующих полуимпульсов этой же полярности рабочая точка постепенно приближается к точке 1р как к пределу и дальнейшего перемещения частных циклов к началу координат не наблюдается.

Таким образом, к моменту выборки единицы с помощью полного импульса — Нт может оказаться, что э. д. с. в выходной обмотке бу­

дет соответствовать перемагничиванию сердечника до — Вт лишь от точки 1р, а не от точки 1.‘

254