Рис. 11.3. Метод испытания и характеристики сердецников МОЗУ:
а —- перемещение |
рабочих |
точек; |
б — программа импульсов; |
в *■« осдилограмма; |
характеристики |
феррита; г — 1,ЗВТ; <?— |
|
4ВТ; |
t? — 2ВТ |
Аналогичные процессы происходят с кодом 0.
Исходя из изложенного, для испытания сердечников МОЗУ мож но рекомендовать программу импульсов, показанную на рис. 11.3, б. В этой программе первый импульс считывает разрушенный нуль 0р, второй записывает 1, третий разрушает 1, четвертый считывает 1р, пятый разрушает 0. Так как переходные процессы замедляются при меньших напряженностях, для достижения устойчивости разрушен ных точек 1р и 0р длительность полуимпульсов необходима более продолжительная.
Испытания проводят на установке, подобно изображенной на рис. 8.2, а. Осциллограмма э. д. с. имеет вид, показанный на рис. 11.3, в, где Е0р — амплитуда сигнала помехи при выборке 0р; Е1р — ампли туда полезного сигнала при выборке 1р; Е — амплитуда э. д. с. при записи 1. Для определения оптимального режима работы перемагничивание осуществляют при различных значениях напряженности Нт‘
На рис. 11.3, г для феррита |
1,ЗВТ |
с размерами 2 ,0 X 1,4 X |
X 0,9 мм3 приведены зависимости |
Е1р и |
£ ор от Нт, а также зависи |
мости отношения Е !р /Еор и времени перемагничивания xlt определен ного на уровне 0,,1 Е1р, от Нтдля случая, когда полуимпульсы равны
0,5 Нт. |
|
|
испытаний |
ферритов |
по |
программе |
Некоторые результаты |
рис. 11.3, б, |
проведенных в ИТМ и ВТ |
АН СССР [2.11, |
даны |
в табл. |
11.1. |
Применяют и другие варианты программы испытаний, |
в частности, |
программу с полуимпульсами, |
равными 0,6 |
Н т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
11.1 |
Марка |
Размеры кольцевого |
^опт, |
^опт, |
а |
ЕІР’ |
^ ІрІ^Ор xt, мксек |
феррита |
|
сердечника, мм3 |
а/см |
|
|
мв/вит |
|
|
|
1.3ВТ |
|
2,0X1,4X0,9 |
1,60 |
0,85 |
|
220 |
8,5 |
|
1,15 |
2ВТ |
|
1, 4x1,0 X 0,6 |
2,55 |
0,96 |
|
140 |
13,0 |
|
0,55 |
4ВТ |
|
1, 4x1,0 X 0,6 |
4,38 |
1,65 |
|
200 |
17,0 |
|
0,30 |
ЗВТ |
|
1,0X0,7X0,35 |
3,55 |
0,92 |
|
80 |
7,2 |
|
0,48 |
5ВТ |
|
0,6X0,4x0,13 |
5,40 |
0,85 |
|
45 |
7,6 |
|
0,22 |
101П-6 |
|
0,6 x0 ,4x0,13 |
5,40 |
0,85 |
|
45 |
9,6 |
|
0,19 |
7ВТ |
|
0,5X0,35X0,12 |
7,50 |
1,00 |
40 |
14,0 |
|
0,17 |
Из табл. 11.1 видно, что наибольшим быстродействием обладают сердечники из феррита 7ВТ, используя которые можно создать МОЗУ со временем обращения до 0,5 мксек. Однако и величина напряжен ности Допт для этого феррита наибольшая. Поэтому от координатного трансформатора или источников координатных импульсов требуется повышенная мощность. Кроме того, с увеличением Н0ПТ увеличивает ся и нагрев сердечников (см. § 8.5). С точки зрения экономичности наи более выгодны сердечники из феррита 1,ЗВТ, несмотря на то, что они имеют меньшее отношение сигнал/помеха.
Материал координатных трансформаторов, работающих со сме щением, должен обладать, помимо достаточной квадратности, высоким коэффициентом прямоугольности.
В самом деле, если принять Нх ~ Я см по абсолютной величине (рис. 11.2, б), то в обмотке Z полувыбранного координатного транс форматора наведется э. д. с. помехи, среднее значение которой про порционально изменению индукции от — В см до — Вг. Чем ближе к единице коэффициент а, тем меньше эта помеха.
Кроме того, сердечники как матриц или числовых линеек, так и координатных трансформаторов должны иметь высокую температур ную стабильность.
Требованиям, предъявляемым к сердечникам координатных транс форматоров, наиболее полно удовлетворяют ленточные «микронные» сердечники (см. § 8.3). Однако сложность их изготовления в больших количествах, а также высокая себестоимость ограничивают исполь зование таких сердечников в качестве координатных трансформаторов. Поэтому для координатных трансформаторов чаще применяют фер риты, хотя они и не обладают всеми положительными качествами лен точных сердечников.
§ 11.4. ОСНОВЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МОЗУ ТИПА 2D
На основании рассмотренного в § 11.2 принципа работы МОЗУ типа 2D расчет системы координатный трансформатор — числовая линейка можно произвести по методу, предложенному ИТМ и ВТ АН
СССР 12.7], несколько изменив и упростив его.
Пусть числовая линейка (рис. 11.2, а) состоит из п рабочих и ста билизирующих сердечников, где п — число разрядов запоминаемого числа.
Уравнение второго закона Кирхгофа для числовой линейки при протекании по ней iz запишем в виде
w |
Z |
4Фк.т |
iz R + /швх * Ф р .° |
, nwn |
dOc, с |
(11-4) |
|
dt |
d t |
^ |
dt |
|
где швх — число |
витков числовой линейки для |
каждого |
рабочего и |
стабилизирующего сердечника, принимаемое в дальнейшем равным одному витку.
Величины, относящиеся к координатному трансформатору, обоз начены индексом «к», а к рабочим или стабилизирующим сердечникам числовой линейки — индексом «л».
Обозначим, как и раньше, изменение потока сердечников от точки
—Вг до точки + Вг через ДФ и воспользуемся коэффициентом не прямоугольное™ (9.9). Тогда полное изменение потока координатного
трансформатора в |
процессе выборки от — ß CM до + Вт приблизи |
тельно равно ( 1 + 2 |
а нп.к)ДФк, |
изменение потока рабочего сердеч |
ника при выборке |
1 |
(или стабилизирующего при выборке 0) равно |
(1 + ос[Шл) ДФЛ, |
а |
парного ему |
сердечника числовой линейки — |
а 1Шл ДФЛ. Интегрируя (11.4) |
за |
время полного перемагничивания |
9 Зак. 528 |
|
|
|
257 |
сердечника числовой линейки в процессе выборки информации ти) по лучаем выражение
wz a( 1 + 2апп.к) АФК = /2в RrB+ п (1 + а ІПЬЛ) АФЛ +
-1- л а ІШ-л Д Ф Л = / 2в |
+ п (1 + 2 а нп .J А Ф Л, |
(1 1 .5 ) |
где І2я — среднее за время выборки значение тока в шине Z; о — коэффициент потери потока координатного трансформатора, обеспе" чивающий надежное перемагничивание сердечников числовой линейкиУравнение (11.4) справедливо в общем случае и для полувыбран' ного координатного трансформатора. Однако следует помнить, что в режиме полувыборки сопротивление, которое оказывает числовая линейка, значительно меньше, чем в режиме выборки. Кроме того, длительность тока помехи / также меньше, чем длительность тока
/2В, так как координатный трансформатор перемагничивается по на
сыщенному участку петли гистерезиса за время, определяемое лишь передним фронтом импульса тока в координатной шине. Тем не менее для упрощения расчета можно принять время протекания тока помехи равным времени выборки тв. Под действием тока помехи IZa происходит небольшое перемещение рабочих точек сердечников чис ловой линейки по горизонтальным участкам петли. Если принять наклон этих участков, соответствующих диапазону напряженностей
от |
+ Н тдо — Н г или от — Нт до + //, (рис. 11.3, |
а), неизменным, |
то, |
учитывая, что под действием тока выборки 1Zb изменение потока |
в неперемагничивающемся |
сердечнике равно а нп л |
АФЛ, изменение |
потока под действием тока помехи IZn можно |
представить в виде |
|
|
‘Zu |
^НП.Л АФл |
|
( 11. 6) |
|
«шил А Ф л ‘ Z b |
к |
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k — / Zb! I Zw |
|
(11.7) |
|
При этих допущениях, интегрируя (11.4) для режима полувыборки, |
получаем выражение |
|
|
|
|
|
Wz 0„„.„ АФК= IZn RrB+ 2п - '" л |
, |
(11.8) |
|
|
|
k |
|
|
где |
/ z„ — среднее значение |
тока |
помехи. |
в |
начале расчета, |
|
Допустимой величиной |
тока |
помехи задаются |
считая, что он будет несколько меньше (обычно в 3—5 раз), чем ток, соответствующий коэрцитивной силе
|
Izn — |
Нея ln |
(11.9) |
|
5) w в х . л |
|
( 3 ~ |
|
В начале расчета обычно известны материал и размеры сердечников числовой линейки, материал и размеры колец, из которых может быть сделан наборный сердечник координатного трансформатора (если по расчету потребуется сечение, большее сечения одного кольца). Необ-
ходимо определить обмот очные данные, ток смещения и токи координат ных шин.
Задаваясь временем выборки тв по кривой Q = f (т) (рис. 8.4, о) или формуле (8.19), определяют импульс поля Q„. л, необходимый для перемагничивания сердечника числовой линейки, а по нему — вели чину тока выборки
Qa.л |
Arc |
(11.10) |
I Za = |
|
|
Тв И'в х . |
л |
|
и оценивают отношение токов k по (11.7). |
|
Исключая из (11.5) и (11.8) RxB |
и |
подставляя ДФК= 2s„ ßrfe, |
получаем для координатного трансформатора |
|
WZSK А Ф л |
п |
|
( 11. 11) |
|
|
2 ВГК а (1 ^ 2 а нп |
к ) — &<Гнп.к |
|
Это выражение позволяет по числу витков wz, которое можно разместить в окне с учетом других обмоток, найти необходимое сечение сердечника координатного трансформатора, а если он наборный, то определить необходимое число ферритовых колец.
Из (11.11) очевидно, что увеличение отношения токов k приводит к увеличению габаритов координатного трансформатора, а при мак симальном значении
^ шаХ= (2 + 1 / « „ п . н ) с - |
(11. 12) |
произведение wz$к для координатного трансформатора становится бесконечно большим и расчет теряет смысл.
Выражение (11.12) показывает также непосредственное влияние коэффициента прямоугольности координатного трансформатора на
предельно возможное |
в числовой |
линейке |
отношение тока выборки |
к току помехи. |
и (11.8) wz ДФКс учетом (11.7), получим необ |
Исключив из (11.5) |
ходимое активное сопротивление |
шины Z |
|
_ А Ф Л п ^ а и п .і ; (1 Т 2 « 1 Ш -Л ) 2 д д ІШ - л (1 - f 2а.ип , t) |
^ Z b |
0 ( 1 |
-f- 2 а , ш к ) |
й И ц п .к |
Для определения н. с. первичных обмоток координатного транс форматора используют закон полного тока. Применим этот закон для процесса записи. Ток записи І 2з в числовой линейке создается во время «возврата» рабочей точки координатного трансформатора из
точки Вт в точку — В см, который происходит |
под действием н. с. |
смещения |
по мере прекращения токов |
Іх и / |
у . Ток IZs |
произво |
дит |
на координатный трансформатор |
размагничивающее |
действие |
(рис. |
11.2, |
б). Намагничивающая сила смещения должна компенсиро |
вать н. с. от тока записи, проходящего по обмотке Z координатного трансформатора IZ3, и создавать импульс поля Q3i к, обеспечивающий
