Формирователь тока продвижения для доменной памяти Советский патент 1993 года по МПК G11C11/14 

снимается с резистора 4 обратной связи, усиливается и приводится к потенциалу шины дифференциальным усилителем 5. Выходное напряжение дифференциального усилителя, пропорциональное току в катушке ЦМД, подается на инвертирующий вход операционного усилителя 2, на неинвертирующий вход которого с вы хода коммутатора 6 поступает входной сигнал усилителя. Таким образом, операционный усилитель 2, двухтактный усилитель 1 мощности, последовательно включенный с «агрузкой резистор 4 обратной связи и дифференциальный усилитель 5, как передаточное звено напряжения обратной связи, по технической классификации является усилителем с глубокой обратной связью по току, а по функциональной принадлежности является высокоточным преобразователем входное напряжение - ток в катушке,

6 отсутствие старт-стопного сигнала на шине 8 (режим стоп), на выходе коммутатора 6, а следовательно и на входе преобразователя напряжения-ток, устанавливается нулевое напряжение, которое преобразуется в нулевой ток катушки ДМД.

С поступлением старт-стопного сигнала (режим старт) синусоидальное напряжение с шины 7 пропускается .через коммутатор 6 на вход преобразователя и одновременно открывается токовый ключ 9, разрешая прохождение выходного тока преобразователя на нулевую шину. В этом режиме в катушке формируется синусоидальный ток, амплитуда и фаза которого в точности.соответствует амплитуде и фазе входного напряжения преобразователя,

Количественные и фазовые соотношения токов и напряжений характерных элементов схемы формирователя в установившемся режиме для средних значений и индуктивного сопротивлений микросборки ЦМД иллюстрируются векторной диаграммой на фиг, 2. Диаграмма построена для нулевой фазы входного синусоидального напряжения UBX и вектор его отображения OF направлен по действительной оси диаграммы. Вектор тока к катушки OG также направлен по действительной оси, т.к. преобразователь напряжение-ток не вносит заметных фазовых искажений в его выходной ток.

Пренебрегая падением напряжения на открытом ключе 9 (напряжение насыщения токойых транзисторов составляет 0.3.,,0,5 В), вектор напряжения Uy на выходе усилителя 1 мощности равен векторной сумме напряжения U0c на резисторе 4 обратной связм, напряжения UK на катушке ЦМД и напряжения Uc на конденсаторе 3. Вектор

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

напряжения UROC. на резисторе 4 (вектор OD) совпадает по направлению с вектором тока к катушки и равен UROC IK . Roc. Виктор напряжения UK на катушке (вектор 0В) в свою очередь складывается из вектора Uu индуктивной составляющей напряжения катушки (вектор ОА), опережающего вектор тока катушки на 90° и равного Uu к ш U, и вектора URK активной составляющей напряжения катушки (вектора ABj, совпадающего с вектором тока катушки и равного URK к. RK. Вектор напряжения Uc на конденсаторе 3 отстает от вектора тока )к

катушки на 90° и равен Uc IK -- , где С Сс/С

емкость конденсатора.

С целью наглядной демонстрации работы формирователя тока в условиях изменения параметров его реактивных элементов, как наименее стабильных при эксплуатации, векторная диаграмма, построена для двух значений емкости конденсатора 3: для значения С0, равного расчетному (номинальному), до значения С0+2о, равного увеличенному на 20% значению Со.

При номинальной величине емкости Со конденсатора 3 его сопротивление на рабо- 1

чей частоте fa

равно индуктивной

(л) Со

составляющей полного сопротивления катушки # о).к, в результате чего вектор напряжения Uc-o на конденсаторе (вектор OL) и вектор Uu индуктивной составляющей сопротивления катушки (вектор ОЙ) взаимно компенсируются и вектор напряжения Uy-o на выходе усилителя 1 мощности (вектор ОЕ} равен сумме вектора напряжения UROC на резисторе 4 обратной связи и вектора напряжения URK на активном сопро- тивлении сатушки (вектора 61Г, равного вектору АВ).

С увеличением емкости конденсатора 3 до значения Со+2о его сопротивление снижается до величины Јс -т-- - в Результате чего вектор напряжения Uc+2o на конденсаторе (вектор ОН) не полностью компенсирует вектор напряжения ULK индуктивной составляющей напряжения на катушке (вектор ОА), оставляя вектор напряжения Аир раскомпенсации (вектор ЕС). В этом случае вектор напряжения на вы- ходе усилителя мощности 1 (вектор ) складывается из вектора напряжения UROC на резисторе 4 обратной связи, вектора напряжения URK на активном сопротивлении катушки и вектора напряжения Дир раскомпенсации.

Очевидно, что с уменьшением емкости конденсатора 3 относительно номинального значения Со его сопротивление увеличивается и появляется вектор раскомпенсации с противоположным знаком, который, складываясь с векторами напряжения на резисторе обратной связи и активным сопротивлением катушки, также увеличивает выходное напряжение усилителя мощности.

Очевидно, что отклонение катушки ЦМД от ее номинального значения при номинальном значении емкости резонансного конденсатора также приводит к появлению напряжения раскомпенсации, и следовательно, к повышению выходного напряжения усилителя мощности.

Из анализа векторной диаграммы вытекает важный вывод, заключающийся в том, что при определенном запасе выходного напряжения усилителя 1 мощности формирователь токов устойчиво функционирует в условиях изменения в достаточно широких пределах индуктивности катушки ЦМД и емкости конденсатора 3, сохраняя при этом сравнительно низкое напряжение источников питания, а следовательно и низкую потребляемую мощность.

С целью устранения тока переходного режима в катушке при коммутации управляющего тока в катушке микросборки ЦМД в старт-стопном режиме и тем самым устранения перегрузки выходного усилителя 1 мощности по напряжению и искажения формы тока в катушке, конденсатор предварительно заряжается до начального напряжения DCH. Заряд конденсатора осуществляется со стороны токового ключа 9 в отсутствии старт-стопного сигнала 8, когда токовый ключ закрыт - от источника 11 напряжения начального состояния через резистор 10 начального состояния. Старт-стопный сигнал 8 поступает от внешнего синхронизатора в момент прохождения входным синусоидальным напряжением 7 нулевой фазы, и поэтому, в соответствии с теорией переходных процессов в электрических цепях, начальное напряжение на конденсаторе 3 DCH устанавливается источником 11 напряжения начального состояния, равным напря- .жению на этом конденсаторе в установившемся режиме для нулевой фазы входного напряжения. Но, как следует из векторной диаграммы на фиг. 2, в установившемся режиме напряжение на конденсаторе 3 для нулевой фазы входного напряжения равно его амплитудному значению Uc-o (для номинальной емкости конденсатора) и поэтому начальное напряжение

конденсатора UCH устанавливается равным его амплитудному значению Uc-o с положительным потенциалом на выводе со стороны токового ключа. С поступлением старт-сто- 5 пного сигнала токовый ключ 9 открывается, на его выходе устанавливается потенциал, близкий к нулю, в результате чего на момент коммутации (начало старт-стопного сигнала) потенциал на выводе конденсатора 3 со

0 стороны ключа скачком изменяется от плюс

Uc-o до нуля, его потенциал на выводе со

стороны катушки, а также на конце катушки

изменяется от нуля до минус Uc-o, а потен циал на начале катушки остается нулевым,

5 т.к. ее начальный ток отсутствует. Такая расстановка потенциалов на момент коммутации тока соответствует значениям напряжений на катушке и конденсаторе 3 на момент нулевой фазы входного сигнала в

0 установившемся режиме и поэтому коммутация тока в катушке протекает без тока переходного режима.

Старт-стопный сигнал 8 снимается в момент прохождения входным напряжением 7

5 нулевой фазы, после чего токовый ключ 9 закрывается и конденсатор 3 сохраняет значение напряжения Uc-o до следующего цикла работы ЗУ ЦМД.

Таким образом, формирование тока в

0 управляющей катушке микросборки ЦМД посредством усилителя с глубокой обратной связью по току обеспечивает высокую стабильность его амплитуды, формы и фазы, а подключение компенсирующего конденса5 тора в несколько раз снижает мощность потребления от источников питания и мощность рассеивания на выходных транзисторах усилителя.

Формула изобретения

0Формирователь тока продвижения для доменной памяти, содержащий усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, он содержит накопительный элемент в виде

5 конденсатора, операционный и дифференциальный усилители, коммутатор, резистор обратной связи и резистор начального состояния, токовый ключ, источник напряжения начального состояния, причем вход

0 усилителя мощности соединен с выходом операционного усилителя, а его выход соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и первым выводом резистора обратной связи, второй вывод ко5 торого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и является первым выходом формирователя тока, выход дифференциального усилителя подключен к инвертированному входу операционного усилителя, первый вывод

конденсатора является вторым выходом формирователя тока, а второй вывод конденсатора соединен с первым выводом резистора начального состояния и выходом токового ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим входом коммутатора и является управляющим входом

формирователя тока, информацонный вход коммутатора является входом синусоидального сигнала формирователя тока, а его выход соединен с неинвертированным входом операционного усилителя, второй вывод резистора начального состояния соединен с источником напряжения начального состояния,

А ЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах на цилиндрических магнитных доменах. Целью изобретения .является снижение потребляемой мощности. Формирователь тока продвижения для доменной памяти содержит усилитель мощности, накопительный элемент в виде конденсатора, операционный и дифференциальный усилители, коммутатор, резистор обратной связи и резистор начального состояния. 2 ил.

LtMM