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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

перемагничивание координатного трансформатора за время записи <г3. На основании изложенного

Іс««>см= IzsWz+ ^ Ь .

(11.14)

Величина тока записи Iz3 в рассматриваемом варианте ЗУ должна быть строго ограниченной. Если принять импульс тока Iz3 прямо­ угольным, то разность между Iz3 и током / 3 в записывающей обмотке (см. рис. 11.2) не должна перемагнитить даже внутренние слои сердеч­ ника числовой линейки:

Iza — Ia< H candm,

(11.15)

а их сумма должна быть достаточной для перемагничивания внешних слоев сердечника линейки:

 

/2з +

/3> Я слЯЙнар,

(11.16)

где dBn и duav — внутренний

и наружный диаметры сердечника чис­

ловой

линейки.

прямоугольным, не

Кроме того, ток / 3,

также предполагаемый

должен превышать значения Нсл я dmv так как иначе он будет разру­ шать информацию в сердечниках других числовых линеек, сквозь которые проходит шина записи. Поэтому положим,что максимальное значение

max Я сл Я£?вн.

(11 .17)

Подставляя его в

(11.15), получим условие IZ3 ^

2#сЛ ndE„. При­

няв из этого условия максимальное значение для тока

 

 

l z 3 max — 2 Я СЛ Я(ІВН,

(11 .18)

на основании (11.16)

получим

 

 

3я сл jtdßH Ясл я(/пар.

 

Последнее означает, что соотношение между наружным и внутрен­ ним диаметрами сердечника числовой линейки должно удовлетворять условию 3 dBH^ d Hap, которое обычно выдерживается.

Определив по (11.18) Iz3max и из (11.16) с учетом (11.17) мини­ мальное допустимое значение тока

min - Я сл яс?нар

Н сл n d mv

(1 1 .1 9 )

выбирают некоторое среднее значение,

более близкое к

/гз min»

для того чтобы амплитуда этого импульса тока, отличного от прямо­ угольного, не нарушила условий (11.15) и (11.16).

В процессе выборки и записи изменения по абсолютной величине потоков координатного трансформатора и сердечников числовых ли­ неек практически одинаковы. Поэтому из (11.5) следует, что

I

т

/

( 11. 20)

1 Zb

~

1 Z

 

откуда можно найти время записи

т8.

 

260


Так как

для перемагничивания координатного трансформатора

за время т3

нужен соответствующий импульс поля Q3. к

(его можно

определить

аналогично QB к), для обеспечения процесса

записи не­

обходима н. с. смещения, которую определяют по (11.14), где величины правой части известны.

Используя закон полного тока для процесса выборки (рис.

11.2, 6)

IxWx + IyW Y = / смщсм+ / zb^ z + -

b,k/k,

(11-21)

 

Тв

 

можно определить н. с. координатных обмоток:

 

 

I x Wx = I y Wy = 4 г ( і о Л г + h s W z + ^ Ь ) ,

 

^ \

Т в 1

 

после чего проверить условие неперемагничивания полувыбранного координатного трансформатора

I x W

x

/ см ^ с м < Ң

с к я ^вн.к-

(11.22)

Если условие (11.22)

не соблюдается,

то не будет обеспечено выб­

ранное соотношение k между токами выборки и помехи. Для его сохра­ нения можно увеличить сопротивление R шины Z либо сделать перес­

чет

координатного трансформатора с уменьшенным числом витков

Wz

при соответствующем увеличении сечения sK, либо включить

в схему компенсирующие сердечники, как было рассмотрено в § 9.2. Форму кривой импульса напряжения в выходной обмотке можно оп­ ределить графоаналитическим способом, аналогичным рассмотренному

в § 8.6, если известны формы координатных импульсов тока.

 

П р и м е р

1 1 . 1 . Р а с с ч и т а т ь к о о р д и н а т н ы й т р а н с ф о р м а т о р

д л я З У т и п а Z .

Ч и с л о р а з р я д о в

МОЗУ п = 48. В р е м я

в ы б о р к и

т =

0,8

мксек.

 

мм3 с п а р а ­

 

С е р д е ч н и к и

ч и с л о в о й

л и н е й к и

1,3 В Т

р а з м е р о м

2 ,0 3 х 1,31 Х 0 , 9

м е т р а м и : В гл — 24 стл\ Нсл 1 ,00

а/см; Нол =

1,27

а /см ; Sw л =

0,52

мкк/см;

« л = 0,92; «нп.л = 0,04;

/л = 0,525

см;

«л = 0 , 3 2 4 - 1 0 см2;

ДФЛ = 2 « 3 ГЛ =

=

0,155 мквб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С е р д е ч н и к и

к о о р д и н а т н о г о т р а н с ф о р м а т о р а 1 , 5 В Т р а з м е р о м 3 X 2 X 1 , 3 м м 3

с п а р а м е т р а м и :

ВГК =

2Ь стл;

Нск =

1 ,2

а/см;

# ок =

1 , 4 5

аісм;

SWK =

=

0 , 4 7 мкк/см;

а І; =

0 , 9 4 ; а нп к =

 

0 , 0 3 ;

Ік — 0 , 7 8 5

см',

sK=

0 , 6 5 * 1 0 _ a см3.

 

Решение. И м п у л ь с

п о л я в ы б о р к и

с е р д е ч н и к а

ч и с л о в о й

л и н е й к и .

 

 

Qb.n= S w л +

/7ол тв =

0,52 -f- 1,27 • 0,8 =

1,54

мкк/ см .

 

 

 

Т о к в ы б о р к и ( 1 1 . 1 0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

__

9 в . л

 

 

1 , 5 4

.

0 , 5 2 5

1,01 а.

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

=

 

 

 

 

 

Z

в

Т В W B X .

л

 

 

1

 

 

 

 

Т о к п о м е х и ( 1 1 . 9 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нел Iл

 

 

 

1 , 0

.

0 , 5 2 5

0,105 а.

 

 

 

 

2 п

(З-т-5) шБХЛ

 

 

 

5

• 1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О т н о ш е н и е т о к о в ( 1 1 . 7 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k = I zJ I Zn= \ , ( n / 0 , \ 0 5 ~ \ 0 .

 

 

 

 

 

 

О ц е н и м Аш а х ( 1 1 . 1 2 ) ,

п р и н я в о = 0 , 8:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ftm ax = ( 2 +

1 / 0 , 0 3 )

• 0 , 8

=

2 8 , 3 .

 

 

 

 

261


Так как k <

£max, создание МОЗУ на указанных сердечниках с заданными

параметрами возможно.

 

 

 

приняв а =

0,8:

 

 

 

 

 

 

Найдем wz sit по формуле (11.11),

 

 

 

 

 

 

(wz s„)= 2

0,155-10~8

 

 

 

48

 

 

 

 

= 25,0-ІО-2 см2.

0 25 _ 10_ 4

0,8(1 + 2

• 0,03) — 10 . 0,03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть число витков

обмотки wz

на

координатном

трансформаторе

равно

трем; тогда сечение сердечника координатного трансформатора

 

 

 

 

 

 

 

 

(wz sK)

 

25,0-10-2

 

 

 

 

см‘

 

 

 

 

 

 

ZsK—

 

 

 

 

 

= 8,3-10-

 

 

 

 

Очевидно,

сердечник должен быть набран

из колец,

число

которых

 

 

 

 

 

Is„

 

8 ,3 -1 0 -2

12,8 Ä

13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SK

0,65 •

ІО-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сердечник подобен трубочке с размерами 3 x 2 x 1 7

мм3.

Активное

сопро­

тивление шины Z найдем по формуле (11.13):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,155-48

10-0,03 (1 +

2-0,04) —2-0,8-0,04 (1 +

2 - 0,03)

 

/\ — Л л _ Лт

 

 

 

^ ^

 

—_

_^ ~

 

 

 

 

л ом»

0,8 -

1,01

 

 

 

0,8(1+2-0,03)— 10-0,03

 

 

 

 

 

1 словие 3tlgjj jj

^нар Для сердечника

числовой

линейки

удовлетворяется:

 

 

 

 

 

 

 

3-1,31 > 2 ,0 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимально допустимое значение тока записи (11.18)

 

 

 

 

 

Iz з max =

2Нсл ndm = 2 - 1 ,00-я-1,31 • 10“ 1=0,823

а.

 

 

Минимально допустимое значение тока записи (11.19)

 

 

 

 

 

^z

з т \п~

Нсл я (^иар—^вн) =

1,00-я (2,03 —1,31)• 10-1 =

0,226 а.

 

Выберем

/2 з =

0 ,6 0 а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время записи из

(11.20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/Z b

: 0,8

1,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч ~ тв / 2з

0,60

=

1,35 мксек.

 

 

 

 

Импульс поля записи координатного трансформатора

 

 

 

 

 

 

 

Фз.к — Ніик -f- 7/ qkТз = 0,47+1,45 •

3,35 = 2,53 мккіем.

 

Намагничивающая сила обмотки смещения

(11.14)

 

 

 

 

 

 

 

г

г

 

 

г

 

,

Qa-кі«

п м

п .

2,53-

0,785

 

 

Fсм — Ісм ®см — ^Z3 wz

T3

 

— 0,60-3 +

 

- —

 

— 3,27 a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iIoo

 

 

 

 

Импульс поля выборки координатного трансформатора

 

 

 

 

 

Qb.к —

 

+ Нон 3-в = 0,47 +

1,45-0,8=1,63

m k k J см.

 

 

Намагничивающая сила координатных обмоток

 

 

 

 

 

 

 

FX , У l x wx

/ ѵ Wv

= - — (

/

О)

 

 

 

^WZZ

+

Q b

. k

I k

 

 

 

Z bb

 

 

 

 

 

 

 

 

C M

C M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1 ^Z'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,27 +

1,01 - 3 +

1,63 - 0,785

 

3,95

а.

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

262


Проверим условие неперемагничивания полувыбранного координатного

трансформатора (11.22):

 

^X ^X ^см wCM— (3,95

3,27) Нсі;xidвн,к — 1,2-я•2 • 10~1,

которое выполняется (0,68 а <

0,75 а).

Сравнение расчетных данных с экспериментальными исследованиями [2.7J системы координатный трансформатор — числовая линейка показывает доста­

точно хорошее их совпадение. Например, измеренные

по

осциллограмме дли­

тельности импульсов оказались тв => 0,8 мксек и т 3 =

1,5 мксек.

Оптимальное соотношение сигнал/помеха EJÈ0 >

10

было получено при

несколько большем по сравнению с расчетным значением

/ смИ’см (4,3 а против

3,3 а)

при соответствующем увеличении сопротивления шины Z до 6 ом против

4 ом.

Электродвижущая сила,

наводимая в выходной шине при считывании еди­

ницы,

достигала 400—700 мв.

Система работала устойчиво при изменений пи­

тающих токов на гЬ 10%.

§П.5. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МАТРИЧНЫХ МОЗУ

Сувеличением быстродействия электронных вычислительных ма­ шин потребовалось увеличение быстродействия и запоминающих уст­

ройств. С момента появления в начале 50-х годов МОЗУ на кольце­ вых ферритовых сердечниках их быстродействие увеличилось более, чем в 10 раз. Сократить время перемагничивания т можно было только путем увеличения напряженности Нт (см. рис. 8.4, б), а так как эта напряженность при использовании принципа совпадения токов не может превышать 2IIс (см. § 11.1), разрабатывались ферриты с боль­ шими значениями коэрцитивной силы. Однако перемагничнвание сердечников требовало при этом значительного увеличения токов и мощности, уменьшить значения которых можно было только за счет уменьшения размеров сердечников; их диаметр, например, сократил­ ся с 2—3 мм до 0,35—0,3 мм.

Прошивка таких сердечников тремя-четырьмя проводами не только во взаимно-перпендикулярных, но и в диагональном направлении очень трудоемка.

На основе компромиссного решения создано МОЗУ, получившее условное название 2,5D, которое станет ясным из дальнейшего 12.17].

Система типа 2,5D как и система типа 3D, работает по принципу совпадения токов, но в системе 2,5D при записи пуля не исполь­ зуется ток запрета, проходящий по специальной обмотке, как в систе­ ме 3D. Поэтому в системе 2,5D через сердечник проходит не 4, а 3 (или даже 2) провода, причем эти провода прошивают сердечники только в двух взаимно перпендикулярных направлениях, как в МОЗУ системы 2D, что упрощает процесс изготовления МОЗУ.

При неизменном числе т сердечников в матрице, каждую матрицу выполняют в виде явно выраженного прямоугольника, а количество матриц п по-прежнему равно количеству разрядов числа. На рис. 11.4, а показан набор матриц для 64 п-разрядпых чисел. В строке каждой матрицы содержится 4 сердечника, а в столбце — 16.

Горизонтальные адресные шины соединяют последовательно у всех матриц. Для одноименных вертикальных адресных шин такие соединения не делают.

263


Обращение к МОЗУ осуществляется импульсами тока, посылаемыми

вп шин Х і и шину Y і, причем в каждой матрице оказывается по од­ ному выбранному сердечнику. Отличие от системы 3D заключается

втом, что при записи нуля в шину Хг соответствующей матрицы

импульс не подается (рис. 11.4, б).

Выходная обмотка прошивает сердечники матрицы вертикально, но имеет перекрестия в середине матрицы для компенсации помех от полувыбранных сердечников.

Рис. 11.4. Схема магнитного куба МОЗУ типа 2,5D в развернутом виде (а) и временные токовые диаграммы (б)

Однако система 2,5 D при одинаковой с системой 3D емкости тре­ бует большего числа проводов для обращения к сердечникам, состав­ ляющим магнитный куб. Поясним это.

Пусть в прямоугольнике матрицы X столбцов и Y строк, так что

т = X Y .

(11.23)

Тогда общее число управляющих проводов для системы 2,5D

F2,5D = пХ Y = пХ + m ix.

(11.24)

Продифференцировав (11.24) и приравняв нулю производную dFIdX, получим наименьшее число проводов

F 2,5 D найм — 2

(11.25)

264

при оптимальном значении

■^опт ~\f til!t%)

(11.26)

и, следовательно,

 

 

Уопт Пі/Х опт:

Y пт-

(11.27)

Обозначим

 

 

Fo2,5 D найм

2 ~|/ тп

 

К

2 “1/ т +

п

'3D

Кривые К (п) при т — const приведены на рис. 11.5, а.

В 40 до 120 т 200 П

а)

Рис. И.5. Соотношения между количеством проводов, необ­ ходимых для обращения к сердечникам магнитного куба в си­ стемах МОЗУ:

а — между 2.5D и 3D; б — между 2,5D и 2D

Из (11.26) и (II .27) следует

Уопт= У п т = ] / — = пХ,

т. е. наименьшее число управляющих проводов при заданной емкости системы 2,5D получится в случае, когда число шин Y равно общему для всех іі матриц числу шин X. Значит, если все п матриц такого на­ копителя разложить на плоскости, их сердечники образуют квадрат,

поэтому принцип конструирования

МОЗУ типа

2,5D называют

п р и н ц и п о м к в а д р а т а .

 

 

системы 2.5D

Сравнение общего числа управляющих проводов

с числом проводов системы 2D (11.2)

 

 

 

F2d — т +

п,

 

показывает, что отношение

 

 

 

£ _ F 2,5 р найм

_

2 Ѵ/ИЯ

 

Fm

 

m + n

 

меньше единицы и соответствует рис. 11.5, б.

265