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

протекают более сложно, чем представлено на рис. 13.6. Можно по­ казать [2.14J, что высокочастотные колебания на самом деле не запи­ сываются, вызывая лишь быстрые перемагничивания по частным цик­ лам около точек остаточной индукции, соответствующих уровню ос­ новного записываемого сигнала.

Существует ряд способов записи аналоговой информации с помощью стан­ дартной аппаратуры: прямая запись, частотно-модулированная запись, фазомодулированная запись и импульсная запись с модуляцией по длительности.

Прямую запись применяют в технике записи звуков: ее можно использовать

выражение (13.11)]. Верхний предел лежит в диапазоне, где длина волны запи­ санного сигнала становится сравнимой с шириной щели головок записи и счи­ тывания. При этом способе электрические сигналы записываются па магнитную ленту непосредственно, без каких-либо преобразований.

Частотно-модулированная запись позволяет записывать сигналы низких частот и постоянного тока. При этом зависимость амплитуды э. д. с. от частоты не влияет на точность записи. Для осуществления данного способа записи необ­ ходим источник несущей частоты, которая модулируется сигналом. Воспроизво­ димый сигнал подается на демодулятор, в котором отфильтровывается несущая частота.

Фазо-модулированная запись, сохраняя преимущества частотио-модулиро- вапной, позволяет избежать влияния изменения скорости ленты на точность вос­ произведения. Способ основан на сравнении фаз двух колебаний. Поэтому на ленте должны быть записаны сигналы по крайней мере двух частот, из которых одна является опорной, а вторая — несущей, фазо-модулированной записывае­ мым сигналом.

Импульсную запись с модуляцией по длительности применяют при телеизме- р -пнях для многоканальной записи медленно меняющихся процессов с использо­ ванием временного разделения каналов. Принцип временного разделения за­ ключается в том, что записываемый сигнал делится на интервалы и записываются отдельные мгновенные значения передаваемой функции. При воспроизведении функция восстанавливается в низкочастотных фильтрах. Для удовлетворитель­ ного воспроизведения синусоидальной функции необходимо записать по крайней мере 4—6 мгновенных значений ее за период.

П р и з а п и с и ц и ф р о в о й и н ф о р м а ц и и , выражен­ ной в двоичном коде, наличие нелинейных искажений не играет роли. Достаточно только четко определять два уровня сигналов, возникаю­ щих при считывании и соответствующих нулям и единицам. Более важ­ ным для таких запоминающих устройств является увеличение емкости памяти, т. е. уплотнение записи, при возможно меньшем времени обра­ щения.

Существует ряд способов записи двоичной информации, которые можно подразделить на две группы: запись с промежутками между отдельными цифрами (запись с возвратом к нулю) и запись без проме­ жутков (запись без возврата к нулю). При этом запись с промежутками производят по двум или по трем уровням.

При записи по двум уровням магнитный носитель находится в двух состояниях: либо с положительной, либо с отрицательной остаточной индукцией, соответствующей предельной петле гистерезиса. Эти со­ стояния принимают соответствено за 1 или 0. Отсутствие цифры обоз­ начается как 0.

При записи по трем уровням магнитный носитель может находиться в трех состояниях: с положительной или отрицательной остаточной

314

индукцией, соответствующей 1 или 0, а также в полностью размагни­ ченном состоянии с индукцией, равной нулю. Последнее состояние со­ ответствует интервалам между двоичными цифрами внутри числа, ин­

ней. Это объясняется тем, что при считывании единиц индукция изме­ няется не от нуля до максимума, а от — Дтах до + ß mar Кроме того, при записи по двум уровням стирание информации производится намагничиванием до насыщения в постоянном поле. Для стирания, записи и считывания может применяться один и тот же вид головки.

315

К записывающей головке носитель подходит, имея индукцию — В которую он приобрел при стирании информации. При подаче в обмотку

ключателем — триггером. При этом в обмотке записывающей головки появляется и протекает поло­

жительный ток і (кривая б) во время импульсов, соответствующих 1 При поступлении первого же импульса 0 в обмотку начнет подаваться отрицательный ток ізап до нового поступления цифры 1. В результате носитель, предварительно намагниченный до —ß max стирающей го­ ловкой, будет принимать состояние + ß max или —Втах в соответст­ вии с током в записывающей головке. При считывании информации импульсы э. д. с. появляются только во время перемагничивания носи­ теля и соответствуют изменениям цифры (кривая г). Эти импульсы уп­ равляют триггером, который посылает ток в один из входов схемы совпа­ дения (кривая д). На другой вход схемы совпадения поступают сигналы от генератора единиц (кривая е). В результате на выходе схемы совпа­

дения появится код числа, которое было записано на носителе (кривая ж).

316

Запись без промежутков другого варианта (рис. 13.10) позволяет значительно упростить схему считывания и расшифровки кода. Этот способ отличается от предыдущего тем, что ток в обмотке записи, а значит, и индукция носителя изменяются каждый раз, когда поступает

МОЗУ типа 2D.

§ 13.3. МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАПИСИ И МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ ,

Ч'

Вкачестве магнитного носителя используют порошки окиси желе­ за или железокобальтового феррита в смеси с лаком типа нитрата цел­ люлозы, так называемого ферролака. Общая доля порошка в ферро­ лаке составляет по объему 30—45%. Размеры зерен ферромагнитного порошка должны быть возможно меньшими, чтобы носитель имел однородные магнитные характеристики, а также обладал возможно меньшим абразивным эффектом, который обусловливает износ поверх­ ности головок в местах соприкосновения с носителем. У высококаче­ ственных носителей величина зерна составляет 0,1 мкм.

... Ферролак используют для покрытий и лент, и барабанов. Магнит­ ное покрытие барабанов и дисков может также представлять собой на­ несенный гальваническим путем тонкий слой сплава из 80% кобальта

и20% никеля или чистого никеля.

Втабл. 13.1 приведены некоторые характеристики магнитных по­

крытий 12.15].

317

Установлено, что величина проникновения магнитных силовых линий в ферромагнитные покрытия лент и барабанов составляет около 25 мкм. С уменьшением длительности импульса записи глубина про­ никновения уменьшается, поэтому толщина покрытия колеблется от 7

до 20 мкм.

Кроме записи на магнитную ленту применяют запись на проволоку диаметром порядка 0,1 мм с магнитным носителем в виде никелькобальтового покрытия толщиной порядка 10 мкм.

Преимуществом записи на магнитную проволоку является высокая компактность и малый объем ЗУ при достаточно большой емкости. Су­ ществуют модификации магнитных проволок на капроновой или ней­ лоновой основе.

В технике магнитной записи применяют, как правило, к о л ь ц е ­ в ы е г о л о в к и . Сердечник такой головки имеет либо круглую (рис. 13.2), либо прямоугольную (рис. 13.11, б) форму. Во всех случаях записи на ленту рабочую поверхность головки, соприкасающуюся с лентой (зеркало), выполняют закругленной. Сердечники головок из­ готавливают из пермаллоя 80НХС или 79НМ, алфенола Ю-16 или фер­ рита. Для снижения действия вихревых токов, особенно проявляюще­ гося при записи высоких частот и коротких импульсов, сердечники на­ бирают из пластин толщиной 50—100 мкм.

Для высокочастотных головок целесообразно применять ферриты. Однако хрупкость ферритов осложняет изготовление головок с прямоугольными краями рабочего зазора. Поэтому ферритовые сердечники рекомендуется снабжать по­ люсными наконечниками из металлических материалов с высокой магнитной проницаемостью.

На рис. 13.12, а показано распределение поля в рабочем зазоре за­ писывающей головки, из которого видно, что поле является чисто про­ дольным лишь над серединой зазора. Таким образом, реальная картина поля в зазоре значительно отличается от картины равномерного поля, которое было рассмотрено в § 13.1. Распределение поля в зависимости от относительного расстояния /г/бр показывает, что отдельные слои но­ сителя подвержены действию различных напряженностей.

При записи переменным полем за время прохождения магнитного носителя перед зазором ток в обмотке записи успевает измениться, а следовательно, напряженности у набегающего и сбегающего краев зазора будут различными. В результате запись сигналов высоких частот и импульсов производится со значительным искажением, для уменьшения которого необходимо уменьшить зазор бр. Кроме того, для

318