Магнитострикционный избирательный накопитель периодических сигналов Советский патент 1979 года по МПК H03H7/30 

(54) /VlArHHTOCTPHKUHOHHbra ИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к элементам вычислительной техники и предназначено для использования в устройствах временной задержки импульсных сигналов.

Изобретение может быть использовано также в области автоматики, импульсной техники, измерительной техники, радиотехники.

Известны магнитострикционные линии задержки, способные работать в качестве накопителей импульсных сигналов, однако в ряде случаев их габариты и.ли электрические параметры не позволяют достаточно эффективно применять их в электронной аппаратуре.

Известна ультразвуковая линия задержки, содержащая звукопровод, на одном конце которого расположена поглощающая волновая нагрузка, а другой конец его закреплен, входной и выходной преобразователи, образующие единую конструкцию из двух последовательно соединенных катущек возбуждения, содержащих одинаковое число витков и намотанных встречно одна относительно другой 1.

Эта линия задержки обладает небольщими габаритами, однако невысокая амплитуда выходных сигналов, а также наличие на выходе дублирования накапливаемого сигнала ограничивает область ее применения, так как требует дополнительных устройств обработки информации.

Указанные недостатки устранены в магнитострикционном избирательном накопителе периодических сигналов 2, который состоит из замкнутого звукопровода, выполненного из магнитострикционного материала, и входного и выходного преобразователей, состоящих из катущек возбуждения, одетых на звукопровод, и постоянных магнитов. Входной преобразователь расположен на диаметрально противоположной относительно выходного преобразователя стороне звукопрово да.

Сигнал, подлежаплий задержке, подается в виде импульса тока в катушку возбуждения входного преобразователя, в звукопроводе под которым возбуждаются упругие волны, распространяющиеся в обе стороны по звукопроводу, т.е. в прямом и обратном направлениях. Прямая и обратная упругие волны встречаются на противоположной стороне звукопровода, в момент встречи складываются по амплитуде, образуя в зоне выходного преобразователя суммарную упругую волну. В этот же момент времени в катушке возбуждения выходного преобразователя возникает ЭДС, представляющая собой импульс накопленного сигнала. Далее прямая и обратная упругие волны продолжают свой путь по кольцу и вновь встречаются в зоне входного преобразователя, вновь создавая суммарную упругую волну. В этот момент времени на катушку возбуждения входного преобразователя поступает входной сигнал следующего периода, увеличивая амплитуду уже и.меющейся в звукопроводе упругой волны. Далее процесс повторяется сначала. Избирательность накопителя заключается в том, что катущка возбуждения выходного преобразователя реагирует на упругие волны лишь в момент их сложения по амплитуде и образования суммарной упругой Длпна звукопровода выбрана такой, что время прохождения упругой волны по кольцу звукопровода равно периоду следования импульсов, однако это условие требует высокой точности размеров замкнутого звукопровода, что предъявляет высокие требования к технологии его изготовления. Кро.ме того, накопитель имеет большие габариты и быстродействие его невелико. Указанные недостатки существенно ограничивают область применения описанного магнитострикционного избирательного накопителя периодических сигналов. Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение быстродействия магнитострикционного избирательного накопителя периодических сигналов. Цель достигается тем, что в магнитострикционном избирательном накопите.те периодических сигналов, содержаш,ем звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала, и входной и выходной преобразователи, состоящие из катущек возбуждения, одетых на звукопровод, и постоянных магнитов, оба конца звукопровода жестко закреплены, входной и выходной преобразователи содержат по две идентичные катушки возбуждения, при этом катущки возбуждения входного преобразователя соединены между собой через линию задержки с временем задержки, равным времени прохождения упругой волны по звукопроводу от одной катушки возбуждения к другой, а катушки возбуждения выходного преобразователя соединены между собой параллельно и расположены друг относительно друга на расстоянии вдвое большем, чем катущки возбуждения входного преобразователя. Жесткое закрепление концов звукопровода позволяет эле.ментам крепления, зафиксированным после окончательной регулировки длины звукопровода, выполнять функцию отражателей упругих волн, распространяющихся по звукопроводу. Вследствие выполнения входного преобразователя в виде двух катущек возбуждения, соединенных через линию задержки, входной сигнал поступает на линию задержки и одновременно на одну из катущек возбуждения, в звукопроводе под которой возникает упругая волна, распространяющаяся в обоих направлениях и достигающая второй катуп1ки в момент поступления на нее электрического сигнала с линии задержки, время задержки которой равно времени прохождения упругой волны от одной катушки возбуждения к другой. Катущки возбуждения идентичны и включены встречно, благодаря чему упругая волна, возбужденная второй катущкой, полностью компенсирует упругую волну, пришедшую от первой катущки, и возбуждает в противоположном направлении упругую волну обратной полярности, в результате чего в звукопроводе распространяются в одном направлении две упругие волны, отстоящие друг от друга на время, равное удвоенному времени прохождения упругой волны от одной катущки возбуждения входного преобразователя к другой. Выполнение выходного преобразователя в виде двух идентичных катушек, включенных встречно, соединенных между собой параллельно и отстоящих друг от друга на расстоянии вдвое большем, че.м катушки возбуждения входного преобразователя, позволяет одновременно принять упругие волны, распространяющиеся по звукопроводу, что дает возможность макси.мально использовать энергию упругих волн и повысить амплитуду выходных сигналов. Таким образом, при одинаковых выходных пара.метрах, предлагаемый магнитострикционный накопитель периодических сигналов обладает наименьшими габаритами и наибольшим быстродействием по отнощению к известным. На фиг. 1 представлена функциональная схема магнитострикционного избирательного накопителя периодических сигналов; на фиг. 2 - осциллогра.ммы сигналов, наводимых упругой волной в катушках возбуждения выходного преобразователя. Накопитель содержит звукопровод I, оба конца которого жестко закреплены при помощи элементов крепления 2, 3, входной преобразователь 4, состоящий из двух идентичных катушек возбуждения 5, 6, одетых на звукопровод 1 и соединенных между собой через линию задержки 7, и постоянных магнитов 8, 9, выходной преобразователь 0, состоящий из двух идентичных катушек возбуждения II, 12, одетых на звукопровод, соединенных между собой параллельно и отстоящих друг от друга на расстоянии вдвое больщем, чем катущки возбуждения 5, 6 входного преобразователя 4, и постоянных магнитов 13, 14.

Сигнал,- подлежащий задержке, в виде импульса тока подается в катушку возбуждения 5 входного преобразователя 4 и одновременно на линию задержки 7. Под воздействием магнитного поля, созданного протекающим по катущке возбуждения 5 импульсом тока, в звукопроводе 1 под катушкой возникает упругая волна, которая распространяется по звукопроводу 1 в сторону катунгки возбуждения бив противоположную сторону. В момент прихода упругой волны в зону катушки возбуждения 6, на последнюю с линии задержки 7 поступает импульс тока, который компенсирует прищедшую от катупжи возбуждения 5 упругую волну и возбуждает в противоположном направлении упругую волну обратной полярности. В результате по звукопроводу 1 в сторону элементов крепления 2 распространяются две упругие волны, имеющие разную полярность и отстоящие друг от друга во времени на величину, равную удвоенному времени распространения упругой волны между катушками возбуждения 5, 6.

Дойдя до элементов крепления 2 упругие волны отразятся, сохранив свои фазы, и начнут распространяться в сторону катушек возбуждения 11, 12, наведут в них ЭДС, представляющую собой паразитный сигнал отрицательной полярности, и, продолжая распространяться далее, отразятся с сохранением своих фаз от элементов крепления 3. Далее упругие волны вновь проходят зону выходного преобразователя 10, наводя при этом в катушках возбуждения 11, 12 ЭДС, представляющую собой задержанный импульс положительной полярности, являющийся накопленным сигналом.

Распространяясь далее, упругие волны проходят зону входного преобразователя 4. Длина звукопровода 1 выбрана такой, что время прохождения упругой волны по звукопроводу 1 от одного его конца до другого и обратно равно периоду следования входных импульсов. Благодаря этому в момент прихода упругой волны в зону катущки возбуждения 5 входного преобразователя 4 на катущку 5 одновременно поступает входной импульс следующего периода,, увеличивая при этом амплитуду упругой волны.

Далее процесс повторяется.

На фиг. 2 изображены осциллограммы сигналов, наведенных в выходном преобразователе упругими волнами, где: 15-паразитный сигнал, наведенный в катущке возбуждения 11; 16-паразитный сигнал, наведенпр пв катущке возбуждения 12; 17-паратизный сигнал на выходе преобразователя 10; 18-полезный сигнал, наведенньЕЙ в катущке возбуждения 11; 19-полезный сигнал, наведенный в катуп1ке возбуждения 12; 20-полезный накопленный сигнал, снимаемый с выхода преобразователя 10.

Использование закрепленного с обоих концов звукопровода отличает предлагаемый

магпитострикцпонный избирательный накоп тель периодических сигналов от известных. Рабочая длина звукопровода легко регулируется, что снижает требования к технологии его изготовления. Конструкция накопителя позволяет применить прямой звукопровод,

что приводит к уменьшению дисперсии сигнала, а также уменьщить рабочую длину звукопровода, что позволяет уменьшить габариты накопителя и повысить его быстродействие.

20

Формула изобретения

Магнитострикционный избирательный накопитель периодических сигналов, содержащий звукопровод, выполненный из магнптострикционного материала, и входной и выходной преобразователи, состоящие из катущек возбуждения, одетых на звукопровод, и постоянных магнитов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения быстродействия, оба конца звукопровода жестко закреплены, входной и выходной преобразователи содержат по две идентичные катущки возбуждения, при этом катущки возбуждения входного преобразователя соединены между собой через линию задержки с временем задержки, равным времени прохождения упругой волны по звукопроводу от одной катущки возбуждения к другой, а катущки возбуждения выходного преобразователя соединены между собой параллельно и расположены друг относительно друга на расстоянии вдвое больщем, чем катущки возбуждения входного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/5

выл

t6

5wx

-1

г.2