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

значении Нср величина -у- , т. е. быстрее происходит перемаг-

ничивание (переключение) сердечника.

В справочных таблицах обычно приведены значения Н0 и Sw, усредненные для различных размеров сердечников одного и того же материала. Однако следует иметь в виду, что сердеч­

сечении таких сердечников будет более равномерным.

7.Время переключения сердечника

Винженерной практике динамические параметры исполь­ зуются для расчета времени переключения сердечника. Время переключения tn сердечника определяется, согласно уравне­ нию (15.4), в следующем виде:

(Здесь и в дальнейшем для сокращения записи примем

Яср = Н).

Всамом общем случае, когда импульс тока і пропускается через W витков обмотки, среднее значение поля, согласно фор­ муле (15.3), будет определяться выражением

учесть, что это выражение правильно описывает процесс пере­

ключения лишь на линейном участке кривой -г- (рис. 15.6),

когда внешнее поле превосходит Н0. Практически для всех типов сердечников можно принять нижний предел внешнего

Для реальных сердечников это время лежит в пределах от еди­ ниц до десятков микросекунд.

452

С ростом величины внешнего поля, как это видно из фор­ мулы (15.5), время переключения сердечника уменьшается. В практических расчетах верхняя граница іюля ограничивается соображениями электрической экономичности и допустимым разогревом феррита в результате рассеяния энергии. При этом минимальное время переключения сердечников обычно состав­ ляет величину не менее 0,5 ! 1 мкс.

На практике допускается отклонение формы переключаю­ щего импульса тока от прямоугольной. Экспериментально до­

/. < ---- is---- -

1.5-;-2

При выполнении этого условия характер перемагничивання практически не зависит' от фронта импульса тока, а определя­ ется лишь величиной поля и магнитными свойствами материа­ ла сердечника.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Как и почему изменится статическая петля гистерезиса ферромагнитного сердечника, изготовленного из материала с идеальной ППГ, если увеличить толщину стенки А (рис. 15.1)?

2.Назовите основные динамические параметры ферромаг­ нитных сердечников с ППГ. Поясните влияние геометрических размеров сердечника на динамические параметры.

3.Какой из двух сердечников будет иметь большее время перемагничивання tn, если статические параметры сердечни­

ков одинаковы, /ср1 = Gp2* а Aj > Д2?

§ 15.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МДЯ

Как отмечалось выше, МДЯ могут быть построены на трансформаторах и полупроводниковых приборах. Во всех случаях магнитный сердечник трансформатора в МДЯ играет роль запоминающего элемента, а полупроводниковые приборы выполняют вспомогательные функции.

Рассмотрим самые общие принципы построения МДЯ. На рис. 15.7, а приведена упрощенная схема МДЯ, состоя­

щая из трехобмоточного трансформатора Тр и дополнитель­ ных элементов К. Условное изображение этой схемы приве­

дено на рис. 15.7, б.

Будем полагать, что в отсутствие намагничивающего поля (когда отсутствуют токи в обмотках) сердечник трансформа-

453

Тора находится в одном из двух состояний намагничивания, соответствующих значениям остаточной индукции + В Ги — Вг. Примем, что сердечник находится в состоянии «1», если он на­ магничен до -f Вг, и в состоянии «О», если он намагничен до

Вг (рис. 15.7, в).

Рис. 15.7

В МДЯ состояния «1» и «О» в статике на выходе обнаруже­ ны быть не могут, так как во время хранения информации ин­ дукция в сердечнике не изменяется. Получить информацию о состоянии ячейки можно лишь в результате «опроса» сердеч­ ника импульсом тока, называемого считывающим. И в зависи­ мости от того, перемагничивается или не перемагничивается сердечник при «опросе», т. е. возникает или не возникает э.д.с. на выходе ячейки, можно судить о предыдущем состоянии ячейки.

Считывающий импульс всегда должен иметь одно и то же направление. Обычно принимают, что считывающий импульс создает поле отрицательного направления, т. е. стремится пе­ ревести сердечник в состояние «О» (рис. 15.7, в). Обмотка U>2 (рис. 15.7, а) служит для «опроса» сердечника. Считывающий импульс /сч подается в конец обмотки, не обозначенный точ­ кой.

Если сердечник находится в состоянии «1», то при «опросе» ячейки происходит перемагничивание сердечника в состояние «О», т. е. считывание «1». При этом индукция изменяется прак­ тически на величину 2Вг (от 4- Вг до — Вт) (рис. 15.7,«).

Если же сердечник находится в состоянии «О», то при «оп­ росе» перемагиичивания сердечника не происходит и пндук-

454

иия изменяется очень незначительно (от —Вг до —Вт и об­ ратно) (рис. 15.7, в).

В выходной обмотке ѴЕ3 трансформатора (рис. 15.7, а) в первом случае индуцируется значительная э.д.с., во втором — э.д.с. практически равная нулю.

Таким образом, при считывании «1» на выходе ячейки по­ является сигнал, при считывании «О» сигнал на выходе отсут­ ствует. Если при считывании «О» в силу различных причин, о которых будет сказано ниже, в выходной обмотке W3 индуци­ руется значительная э.д.с., дополнительные элементы К долж­ ны воспрепятствовать появлению этой э.д.с. на выходе ячейки. Сигнал, возникающий на выходе ячейки при считывании «О», является вредным и называется сигналом помехи или просто «помехой».

Для записи «1» в ячейку используется отдельная обмотка W\ (рис. 15.7, а), которая называется входной. Ток записи ізяп должен быть направлен в начало входной обмотки, обозначен­ ной точкой. При записи «1» сердечник перемагничивается, а изменяющаяся индукция приводит к появлению э.д.с. в выход­ ной обмотке трансформатора. Эта э.д.с., как и э.д.с. считыва­ ния «О», не должна появляться на выходе ячейки. Дополни­ тельный элемент К кроме функции ослабления «помехи» вы­ полняет также функцию подавления сигнала при записи «1». При этом на выходе МДЯ сигнал будет появляться только при считывании «1», а при записи «1» и считывании «О» сигнал на выходе будет отсутствовать.

Необходимым условием выполнения указанной логики ра­ боты МДЯ является временной разнос импульсов записи и считывания. Временной интервал, в котором может происхо­ дить запись или считывание, называется тактом.

На рис. 15.8, а условно изображена логика работы ячейки для двух случаев: когда в такте записи происходит запись «1» (импульс тока подается), и когда записи «1» не произво­ дится. Последний случай равноценен записи «О», поскольку в предшествующем такте считывания сердечник был установ­ лен в состояние «О».

Цифра у входных стрелок ячейки указывает, в какое поло­ жение устанавливается сердечник в соответствующем такте. Цифра «1» на выходе означает появление импульса в такте счи­ тывания, «О» — отсутствие этого импульса в том же такте.

Указанной логики работы недостаточно для нормальной работы устройств на МДЯ. Так, в случае последовательного соединения ячеек (рис. 15.8,6) необходимо потребовать, чтобы при считывании «1» со второй на третью ячейку исключалась

4 5 5

возможность перезаписи «1» со второй на первую ячейку. В последовательной цепочке ячеек информация должна переда­ ваться только в одном направлении. Устранение возможного обратного потока информации также возлагается на дополни­ тельные элементы К.

Рис. 15.8

Уменьшение помехи при считывании «О», устранение сиг­ нала записи «1» на выходе ячейки и предотвращение обратно­ го потока информации выполняются либо диодами (в ФДЯ), либо транзисторами (в ФТЯ) в сочетании с другими элемен­ тами.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Какие параметры сердечника определяют величину по­ мехи на выходе МДЯ?

2.Какие функции возлагаются на дополнительный элемент

Кв цепи связи МДЯ?

§15.3. МДЯ НА ТРАНСФОРМАТОРАХ

ИДИОДАХ (ФДЯ)

1.Простейшая ФДЯ

На рис. 15.9, а приведена простейшая схема ФДЯ. Ячейка состоит из трехобмоточного трансформатора Тр и диода Д. Обмотка W BX служит для записи «1», обмотка WC4 — для считывания, а обмотка W Bm — для индикации состояния сер­ дечника в момент считывания.

Рассмотрим физические процессы в ФДЯ для случая, когда в ячейку записывается «1», а затем последовательно считыва­ ются «1» и «О»,

456

Петля гистерезиса сердечника и временные диаграммы, по­ ясняющие работу ячейки, приведены соответственно на рис. 15.9, б и в .

Пусть длительности импульсов записи «1» (tBX) и считыва­ ния f^,,) и длительности их фронтон выбраны одинаковыми и удовлетворяют условиям переключения сердечника за вре­ мя т. е.

4 5 7 t