МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ НАКОПИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1970 года по МПК H03K3/51 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении

-магнитных гистерезисных счетчиков, адаптивных элементов (для обучающихся систем), а также некоторых типов интегрирующих

-устройств.

Известны гистерезисные счетчики, в которых в качестве многоустойчивого накопительного элемента обычно используются тороидальные магнитные сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ). Для осуществления неразрушающего считывания промежуточных состояний счетчика можно вместо тороидальных сердечников использо-вать трансфлюксоры из феррита с ППГ.

Однако даже при использовании металлических сердечников с ППГ максимальный коэффициент накопления N ( т. е. число стабильных состояний) ограничен следующими причинами: влиянием падения напряжения на сопротивлении цепи связи, которое -растет с увеличением номера импульса; спадом магнитного потока сердечника из-за неидеальной прямоугольности петли гистерезиса. Переход к ферритам, например, с целью

быстродействия, лишь ухудшает указанные характеристики. Поэтому число стабильных состояний накопительных элементов обычно составляет не более 5-10 при нелинейной зависимости выходного напряжения от числа поступивших импульсов ( в случае использования ферритовых трансфлюксоров для осуществления неразрушающего считывания).

Целью предлагаемого изобретения является существенное увеличение числа устойчивых состояний накопительного элемента и получение практически линейной зависимости выходного напряжения при неразрушающем считывании.

Это достигается путем последовательного включения в цепь управления источника компенсационных импульсов напряжения (т. е. импульсов обратной связи), в качестве которого используется одно из малых отверстий трансфлюксора из феррита с ППГ, который служит накопительным элементом. Это дало возможность получать лселаемую зависимость (в том числе линейную) выходного напряжения многоустойчнвого элемента от числа поданных на его вход импульсов при неразрушающем считывании. феррита с ППГ и выполняющий функцию источника импульсов напряжения с фиксированной вольт-секундной площадью; вместо четырхдырочного траисфлюксора можно использовать широко распространенный симметричный иятпдырочный трансфлюксор, в этом случае одно из его малых отверстий остается свободным. Одно из малых отверстий (например, а) трансфлюксора и тороидальный сердечник прощивают последовательно соединенные обмотки 3 н 3 форсироваиного иеремагничивания и подготовки 4 и 4. К. обмотке управления 5, нанесенной на иеразветвленную часть магнитопровода трансфлюксора, подключены последовательно и согласио через активное сопротивление 6 выходиая обмотка 7 сердечника 2 и обмотка 5 обратной связи, проходящая через отверстие а трансфлюксора. Через отверстие b трансфлюксора проходят обмотки считывания 9 и выходная W, а через отверстие С-обмотка смещения //. Обмотка сброса (установки в нуль) 12 нанесена на неразветвленную часть магнитопровода. Рассмотрение работы счетчика удобно начать с того момента, когда после иоступления импульса постоянного тока в обмотку сброса 12 магнитопровод трансфлюксора намагничен до насыщения. В таком состоянии трансфлюксор будет полностью заблокирован, т. е. участки магнитоировода вокруг отверстий а т b не будут перемагничиваться из одиого насыщенного состояния в другое под действием приложенных к ним соответствующих м.д.с. При этом амплитуда переменного тока считываиия, текущего по обмотке 9, ограничена такой величиной, что создаваемое этим током поле недостаточно для перемагничивания магнитопровода вокруг больщого отверстия, а импульсы тока форсированного перемагничиваиия создают иоле, направление которого совпадает с направлением остаточной намагниченности внещией перемычки вокруг отверстия а (принцип неразрущающего считывания информации и трансфлюксора асимметричными имиульсами тока). В обмотки 4 и 4 подается постоянный ток подготовки. Величина магнитного поля, создаваемого этим током, должиа быть достаточной для того, чтобы обеспечить перемагничивание всего объема материала вокруг малого отверстия а полностью открытого трансфлюксора, и недостаточной для перемагничивания вокруг большого отверстия. Под действием этого тока сердечник 2 и материал вокруг отверстия а находятся в исходных насыщенных состояниях. При поступлении в обмотки 5 и 5 импульса тока, обеспечивающего быстрое перемагничивание сердечника 2 (материал вокруг отверстия а не перемагничиваетСя, так как транфлюксор полностью заблокирован), в обмотке 7 наводится короткий импульс напряжения с фиксированной вольтсекундной площадью фвх равной приблизительно где: В -величииа остаточной индукции сердечника 2; 52-площадь поперечного сечения сердечника 2; W -число витков обмотки 7.. Если выбрать число витков обмотки управления 5 трансфлюксора достаточно большим, то все напряжение практически окажется приложенным к этой обмотке, в результате чего остаточный поток Фрст в неразветвленной части магнитопровода трансфлюксора получит некоторое приращение бФост После прекращения импульса тока форсированного перемагничивания сердечник 2 иод действием тока подготовки начнет возвращаться в исходное состояние. Этот процесс должен происходить настолько медленно, чтобы возникающий при этом в цепи связи ток был недостаточен для изменения магнитного состояния трансфлюксора. В схеме на фиг. 1 роль компенсационного источника импульсов напряжения (импульсов обратиой связи) выполняет отверстие а трансфлюксора, выходная обмотка 8 (т. е. обмотка Woe ) которого включена последовательно в цепь управления. По мере увеличеиия числа поступивших импульсов форсированного перемагничивания сердечника 2 трансфлюксор все больше открывается, и величина вольтсекундной площади импульсов напряжения, возникающих на обмотке 8, увеличивается. Соответствующим выбором числа витков обмотки 8 можно в широких пределах варьировать величину компенсирующих импульсов напряжения. Так как среднее значение выходного напряжения, индуцируемого в обмотке 10, описывается зависимостью: (Ф,„-ЬФо„), где: WB -число витков обмотки 10; f-частота тока считывания, то .величину U можно легко исиользовать в качестве аналогового параметра, однозначно определяющего Фост« При линейной зависимости Ф„ / (п) величииу t/B в (п), очевидно, особенно удобно исиользовать как аналоговый параметр, пропорциональный числу поступивших импульсов п. Возможна модификация многоустойчивого накопительного элемента, изображенная на фиг. 2, в которой отсутствует формирующий сердечник 2, служащий для получения импульсов напряжения с фиксированной вольтсекундной илощадью. В данном случае функцию сердечника 2, обеспечивающего частичное открывание полностью заблокированного траисфлюксора, выполняет малое отверстие а. Диаметр этого отверстия выбирается несколько меньше, чем диаметры отверстий b и с при прочих равных условиях. Это предотвращает насыщение магнитопровода вокруг отверстия а даже в случае насыщения неразветвлеиного участка магнитопровода трансфлюксора. Следовательно, в результате воздействия уже иервого импульса тока форси