Файл: Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник.pdf

При подаче второго импульса триггер нулевого разряда оп­ рокидывается и переходит в исходное состояние «1». На вы­ ходе триггера образуется положительный перепад, который вызывает опрокидывание триггера первого разряда. На выхо­ де триггера первого разряда образуется отрицательный пере­ пад, который не вызывает опрокидывания триггера второго разряда. Таким образом, в триггере устанавливается двоичное число 1 1 0 1 , которое соответствует вычитанию двойки из на­ чального двоичного числа 1 1 1 1 .

Уст /

Рис. 14.19

Аналогичным образом срабатывает счетчик при подаче третьего, четвертого импульса и т. д.

Реверсивные счетчики

Реверсивные счетчики могут производить как сложение, так и вычитание. В реверсивных счетчиках с помощью логиче­ ских элементов И и ИЛИ осуществляется коммутация связи между триггерами (рис. 14.20). Управление логическими эле­ ментами И осуществляется при помощи управляющего тригге­ ра. Входные импульсы для сложения устанавливают управ­ ляющий триггер в состояние равновесия, при котором высо­ кий потенциал подается на шину сложения.

Таким образом, элементы И, подключенные к шине сложения, подготавливаются к срабатыванию, и между триггерами уста­ навливается связь, характерная для суммирующего счетчика (см. рис. 14.17). Импульсы для вычитания переводят управ­ ляющий триггер в противоположное состояние равновесия, при котором высокий потенциал подается на шину вычитания. При этом подготавливаются к срабатыванию подключенные к этой шине элементы И и между триггерами устанавливается связь, характерная для вычитающего счетчика (см. рис. 14.19).

В настоящем параграфе рассмотрены счетчики, производя­ щие счет в двоичной системе. Построение счетчиков, произво-

440

ф

*

£

*

Рис. 14.20

441

Глава

ИМПУЛЬСНЫЕ ДВОИЧНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКАХ

§ 15.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ

СПРЯМОУГОЛЬНОЙ ПЕТЛЕЙ ГИСТЕРЕЗИСА

1.Понятие о двоичных ячейках на ферромагнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ)

Вимпульсной технике широко применяются устройства на ферромагнитных сердечниках с ППГ. Можно указать два основных свойства сердечников с ППГ, на базе ко­

торых строятся импульсные устройства.

Первое свойство состоит в том, что сердечник с ППГ обес­ печивает резкий переход в область насыщения при сравни­

тельно небольших значениях напряженности поля. Это свой­ ство используется для формирования импульсов малой дли­ тельности.

Второе свойство определяется наличием у ферромагнитных сердечников двух значений остаточной магнитной индукции (-j- Вг н — Вг), которые условно принимаются за «1» и «О» двоичного числа. Это свойство позволяет строить двоичные ячейки цифровых устройств для хранения двоичной информа­ ции и выполнения различных логических и арифметических операций.

Магнитные двоичные ячейки (МДЯ) могут быть построены либо только на трансформаторах с сердечником из материала с ППГ, либо на сочетании таких трансформаторов с полупро­ водниковыми приборами. Последние получили наиболее ши­ рокое распространение.

Полупроводниковые приборы в МДЯ выполняют вспомога­ тельную роль (развязывают ячейки друг с другом, усиливают

443

выходной сигнал и т. д.). Трансформатор, а точнее его сердеч­ ник, выполняет главную роль — хранит двоичную информа­ цию.

Магнитные двоичные ячейки, построенные на трансформа­ торах и диодах, называются ферродиодными ячейками (ФДЯ), а построенные на трансформаторах и транзисторах — ферро­ транзисторными ячейками (ФТЯ).

2. Некоторые сведения о форме и материале сердечников с ППГ

Сердечники трансформаторов, на которых строятся МДЯ, обычно выполняются в виде тороида (кольца). Сердечники кольцевой формы не имеют магнитных полюсов, что обуслов­ ливает практически полное отсутствие потоков рассеяния. Се­ чение такого сердечника и его геометрические размеры пока­

заны на рис. 15.1.

Материалом сердечника мо­ жет быть ферромагнитный ме­ талл или сплав, а также фер­ рит. Ферриты представляют со­ бой комплексные окислы ме­ таллов. Они обладают малой удельной проводимостью, что определяет незначительные по­ тери на вихревые токи. Однако магнитные параметры всех ферритовых сердечников в зна­ чительно большей степени под­ вержены температурным воз­ действиям, чем параметры ме­

таллических сердечников. Это объясняется тем, что точка Кю­ ри металлических сердечников в несколько раз выше, чем ферритовых.

Металлы и их сплавы имеют высокую удельную проводи­ мость. Поэтому для уменьшения потерь на вихровые токи ме­ таллические сердечники навиваются из тонкой (в несколько микрон) ленты. Витые ленточные сердечники часто называют­ ся микронными. Стоимость микронных сердечников значи­ тельно выше, чем ферритовых. Применение металлических сер­ дечников оправдывается лишь в тех случаях, когда феррито­ вые сердечники по температурным соображениям использова­ ны быть не могут.

444

3. Общие сведения о магнитных параметрах сердечников с ППГ

Магнитные свойства ферромагнитных сердечников харак­ теризуются статическими и динамическими параметрами.

Статические параметры определяют магнитное состояние сердечника при медленном по сравнению с переходными про­ цессами изменении внешнего поля, т. е. в постоянных или ква­ зипостоянных полях (в полях с

Динамические параметры характеризуют переходные про­ цессы в сердечнике при импульсном воздействии внешнего по­ ля.

Если внешнее поле изменяется скачком, т. е. устанавлива­ ется практически мгновенно на уровне Н т, что имеет место в

мдя, то скорость изменения индукции dВ будет определять­

ся свойствами сердечника и величиной Нт.

4. Статические параметры сердечников

Статические параметры определяются предельной статиче­ ской петлей гистерезиса материала сердечника B = f(H) (рис. 15.2) *. К ним относятся: коэрцитивная сила Нс, оста­ точная магнитная индукция Вг и коэффициент прямоугольности К.

Точки пересечения петли гистерезиса с осью В определяют остаточную индукцию -+ Вг ( — Вг), которая представляет со­ бой индукцию в предварительно намагниченном до насыщения материале сердечника при напряженности внешнего поля, рав­ ном нулю.

определяется зависимостью между средним значением индукции в сечении сердечника и напряженность«? поля на его средней линии.

-Но