МАГНИТНЫЙ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1971 года по МПК H03K19/16 

Изобретение относится к бездиодным магнитным элементам и может быть использовано для построения логических схем цифровых устройств.

Известны магнитные цифровые элементы (МЦЭ), выполненные без диодов. Эти элементы построены по дроссельно-мостовой схеме с расщепленной обмоткой и состоят из информационного, ключевых и компенсационного ферритовых сердечников. Обмотки сердечников образуют цепь записи, контур связи между элементами и цепь подготовки ключевых сердечников. Эти МЦЭ имеют трехтактную систему питания, причем один из тактов является тактом медленной подготовки ключевых сердечников, усложпяющим источник питания.

Применение в МЦЭ медленного перемагничивания для приведения ключевых сердечников в исходное состояние приводит к малому быстродействию элементов сложности системы питания. Эти элементы не допускают широкого изменения параметров эксплуатации.

Предложенный магнитный цифровой элемент отличается тем, что с целью повышения быстродействия и эксплуатационной устойчивости и упрощения системы тактового питания он снабжен контуром динамического подмагничивания информационных сердечников, контуром динамического возбуждения ключевых сердечников, цепью статического подмагничивания информационных и компенсационных сердечников и резисторами в цепи связи. Схема предложенного элемента показана

на чертеже.

Схема состоит из контура / связи, контура // динамического подмагничивания, контура /// динамического возбул дения и цепи V постоянного тока подготовки. В цепь контура

связи входят обмотки информационных сердечников Ci и из последующего элемента, компенсационного сердечника Cs, ключевых сердечников /СС и KCz и локальные сопротивления и КчВ контур динамического подмагничивания входят обмотки информационного сердечника Ci и сердечника Сз динамического подмагничивания. В контур динамического возбул дения входят обмотки ключевых сердечников

KCi, KCz и сердечника С, динамического возбул дения.

В цепь постоянного тока подготовки входят обмотки сердечников Cj, С, Сз, KCi и KCzЭлемент работает следующим образом.

Допустим, в исходном состоянии все сердечники перемагничены в состояние «О {-БГ) . Под действием тока во время такта 7 происходит переключение сердечника Ci в состояние «1 (+Вг). При этом в контуре 1

часовой стрелке. Этот ток вызывает размагничивание информационного сердечника Ci. Для предотвращения этого процесса в контуре / имеется обмотка сердечника /СС2, которьГй прй появлении -контурного тока /KI начинает перемагничийаться в «1.

ОдйоЁременно с этим неремагничивается в «1 сердечник С. Связанные общей обмоткой с сердечником С4 сердечники /CCj и K,Cz намагничиваются по частному циклу петли гистерезиса, что обеспечивает безгистерезисное перемагничивание КС полем тока /KI с минимальными потерями при записи «1 в С. В промежутке между тактами сердечники С. и К.С перемагничиваются в «О постоянным током, протекающим в цепи IV подготовки.

Энергия, трансформируемая в контуре 1 связи рассеивается на локальных сопротивлениях контура , где .

При считывании информации с сердечника Ci во время такта Т эквивалентное сопротивление верхней ветви контура 1 связи намного больше, чем в нижней. Поэтому до окончания перемагничивания сердечника Ci в «О в нижней ветви контура 1 ток больше, чем в верхней. В связи с этим в информационном сердечнике С/ следующего МЦЭ возникает разностное намагничивающееся поле, записывающее в него «1. По окончании перемагничивания сердечника С и до момента окончания импульса такта Гг токи в ветвях контура / равны.

Для того, чтобы при считывании в такте Т информационного сердечника С/ следующего элемента не происходило записи в Ci ложной «1, в контуре / имеется сердечник /ССь подготовленный током в контуре /// (в момент протекания тока в такте Т.

При появлении тока обратной информации в контуре / /CCi переключается в «1. Этим предотвращается запись ложной единицы вСь

Поскольку для возврата сердечников С, KC и /(Cg в исходное состояние используется постоянный ток, нредлагаемый МЦЭ является двухтактным.

При медленном перемагничивании сердечника КС в контур связи 1 трансформируется ток, который создает поле, разрушающее «1, записанную в Cj (стирание «1 с Cj и запись «1 в Cz.

Для того, чтобы поднять верхнюю границу тока подготовки в предлагаемой схеме введено постоянное подмагничивание сердечников Ci и Сч, облегчающее запись в сердечник Ci. Одновременно при записи «I в сердечник Ci, поле постоянного тока увеличивает его чувствительность. Верхняя граница постоянного подмагничивания ограничена статическим полем трогания Ci.

Контур // динамического подмагничивания подает на сердечник Ci одновременно с полем записи короткий и малый по амплитуде импульс. В результате воздействия этого импульса перемагничивание сердечника Ci происходит более интенсивно и с меньшими потерями энергии поля записи. Для создания импульса динамического подмагничивания используется сердечник Сз, имеющий малое значение коэрцитивной силы. Если такой сердечник смешается из состояния - В в состояние - Вт, то по окончании подаваемого на его обмотку и.мпульса такта Т- сердечник самопроизвольно возвращается в исходное состояние.

Короткие импульсы, образующиеся при этом на обмотке W сердечника Сз, способы создать эффективное подмагничивание информационного сердечника Cj. Параметры контура динамического подмагничивания подбираются в

соответствии с магнитными характеристиками информационных сердечников.

Наличие динамического подмагничивания

информационного сердечника позволяет снизить требования к величине его коэффициента

переключения Sw Если в существующих схе„ „ жк кул

мах допустимая величина ои;макс 0,о- ,

см

то для предлагаемой схемы допустимо исмк кул

пользование сердечников 5 0,6-7-0,7 см

Это обстоятельство позволяет применять в предлагаемых элементах не ферритовые, а ленточные сердечники из соответствующих снлавов, и тем самым резко расширить диапазон рабочих температур окружающей среды.

Предмет изобретения

Магнитный цифровой элемент, содержащий информационный, компенсационный и два

ключевых сердечника, имеющий цепь записи, контур связи с гащением потока на сопротивлениях и цепь подготовки ключевых сердечников, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, устойчивости, расширения диапазона изменения температуры окружающей среды и упрощения системы питания, он снабжен резисторами в контуре связи, сердечниками динамического возбуждения и динамического подмагничивания, одной дополнительной обмоткой на каждом из ключевых и компенсационном сердечниках, а также двумя дополнительными обмотками на информационном сердечнике, причем первичные обмотки сердечников динамического возбуждения и динамического нодмагничивания последовательно включены в цепь одного из тактовых токов; последовательно соединенные дополнительные обмотки ключевых сердечников и вторичная обмотка сердечника динамического возбуждения образуют контур динамического возбуждения ключевых сердечников; последовательно включенные вторичная обмотка сердечника динамического подмагничивапия и одна из дополнительных обмоток индинамического подмагничивания информационного сердечника, а дополнительная обмотка компенсационного и третья обмотка сердечника динамического возбуждения включены последовательно с обмоткой подготовки ключевых сердечников.

Сз

-czibtС