Ферроакустический способ записи информации Советский патент 1979 года по МПК G11C7/00 

(54) ФЕРРОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ

I

Изобрегение огносится к области вычислительной техники, в частности к ферроакустическим способам записи информации в магнитные запоминающие устройства.

Известен ферроакустический способ записи информации в магнитные запоминающие устройства, заключающийся в том, что в носитель информации подают кодовую последовательность ультразвуковых импульсов, после заполнения носителя кодовой последовательностью ультразвуковы импульсов воздействуют на носитель импульсов магнитного поля. При этом одновременно на всех участках носителя, где находятся ультразвуковые импульсы, за время действия магнитного поля происходит необходимое изменение остаточной намагниченности, т. е. записываются

Наиболее близким техническим решени- ем к данному изобретению является ферро акустический способ записи информации, заключающийся в одновременном воздействии на носитель постоянного магнитного поля Е кодовой последовательности ультразвуковых импульсовС2.

Недостатком такого способа является сравнительно небольшой объем информации который можно записать этим способом на одном носителе. Это происходит га с че смещения ультразвуковых импульсов по носителю за время действия импульса магнитного поля и затухания их при распространении вдоль носителя.

Целью изобретения является увеличение плотности записи информации.

Это достигается за счет того, что в момент действия кодовой последовательности ультразвуковых импульсов в носителе возбуждают одиночный ультразвуковой импульс в противоположном направлении с полярностью, соответствующей полярности импульсов кодовой последовательности.

На фиг. 1 представлена зависимость глубины модуляций магнитной индукции носителя (MJ,) после записи от амплитуды ультразвукового импульса (,) при раз- личных напряженносгях магнитного поля записи ( H-J ) В,- ь. гб. ртах гае остаточная индукция носителя на участке записи 1-В jOCTaTOqHaflиндукция носителя на участке записи ,мак- симально возможная величина остаточной индукции носителя, определяемая по предельной петле гистерезиса - ) шая величина магнитного поля записи не вызывающая необратимых изменений намаг ниченности при s. На фиг. 2 показано распределение механических напряжений в различные момен- ты времент и рельеф остаточной индукции вдоль носителя после записи, где: ультразвуковые импульсы кодовой последователь ности 1 с амплитудой Q,. , ультразвукоБОЙ импульс полувыборки с амплитудой S 2, длина ультразвуковых волн кодовой последовательности и полувыборки Д длина носителя информации L, . Стрелками указано направление распределения ультразвуковых импульсов. На фиг. 3 показаны зависимости изменения (амплитуды ультразвуковых импульсов при распределении вдоль носителя информации вследствие затухания: изменение амплитуды улы-развуковых импульсов кодовой последовательности 3, изменение амплитуды ультразвуковых импульсов полувыборки 4, изменение амплитуды импуль сов механического напряжения, возникаюшего в носителе информации при встрече ультразвуковых импульсов кодовой последовательности и полувыборки 5 (получается при суммировании кривых 3 и 4), максимальная амплитуда импульсов механического напряжения, при которой отсутствуют необратимые изменения намагниченности (при выбранной величине напряженности магнитного поля записи) в. При рассмотрении кривых на фиг. 1 видно, что для Hj HO всегда найдется такая амплитуда ультразвукового импульса Зо,при которой (и меньше которой) запись отсутствует (Ми О). Для реализации предлагаемого способа записи выбирается Н, 4 Но(например ), а амплитуда ультразвуковых импульсов i и 2 выбирается равным . Запись информации производится следую шим образом. Носитель информации предва рительно устанавливают в исходное однородное по длине магнитное состояние (например - Bjfl). Затем в нем последовательо во времени возбуждают ультразвуковые мпульсы 1 (фиг. 2) в заданной кодовой оследовательности и с начальной амплиудой во (Н2). Через промежуток времени, равный первый символ кодовой последоваельности достигает границы последнего участка носителя информации, где может ыть,произведена его запись. В этот мо мент (t 0) в носителе во встречном нап. равлении возбуждают одиночный ультразвуковой импульс полувыборки 2 (фиг. 2) . начальной амплитудой &f()Одновременно, или несколько раньше, включают магнитное поле записи с напряженностью Н- и поддерживают его постоянным в течение всего времени распространения ультразвукового импульса 2 по носителю информации. Через промежуток времени, равный s, происходи т встреча первого символа кодовой последовательности и ультразвукового импульса 2. На участке встречи происходит запись символа. Так, если первый символ представлен наличием ультразвукового импульса, то на участке встречи происходит сложение двух ультразвуковых им(1ульсов. Амплитуда результируюшего импульса. ,ц 6. Совместat /-J. ( « rjf , действие импульса механического напряжения амплитудой б и магнитного величиной Н2 приводит к необратимому изменению индукции на рассматривае«ом участке носителя информации (фиг. 2, эпюра б). Если первый символ кодовой последовательности представлен отсутствием ультразвукового импульса, то 6 .(jH тогда необратимого изменения индукции на этом участке не происходит. Аналогично производится запись других символов кодовой Последовательности на остальных участках записи. Так как ультразвуковые импульсы 1 и 2 распространяются с одинаковой скоростью навстречу один другому, а расстояние между соседними символами кодовой последовательности равно А , то встречи импульсов происхопят через интервалы времени, кратные йЛ. записи всех символов кодовой последовательности на длине магнитное поле выключают. Для считывания информации возбужда- ют одиночный ультразвуковой импульс, который, распространяясь по носителю, производит обратимое изменение намагниченности на участках записи и на связанных с этими участками шинах считывания на- 56 вопягся импульсы ЭДС, соогветсгвуюшие записанной информации. Ультразвуковые импульсы, распростра няясь по носителю информации, испытывают затухание. Амплитуды ультразвуковы импульсов кодовой последовательности и полувыборки в сечении носителя с коорди натой X могут быть записаны в следующем виде: кп()5ое rA(b-v) где /& - коэффициент затухания. Тогда для ультразвукового импул са, полученного в результате сложения н определенном участке носителя d(х) б, . пл.(.1 можно записать: oJ (xl 7ib(( Изменение э( , образованное сложени ем „(х) (х) , значительно меньше, чёмизменение амплитуды ультразвукового импульса, используемого для записи в прототипе. Следовательно и глубина модуляции магнитной индукции по длине носителя информации будет изменяться значительно меньше в предлагаемом способе. По этой причине длина носителя может бы ть увеличена примерно в два раза по сравне нию с прототипом при одинаковых отношениях сигнал/помеха. Вследствие того, что ультразвуковые импульсы кодовой последовательности и полувыборки распространяются навстречгу один другому, происходит также пространственное уплотнение записанной информации по сравнению с прототипом в два раза. Таким образом, количество информации которое может быть записано на одном носителе предлагаемым способом, с учетом увеличения длины носителя и линейной плотности ин1 ормации, возрастает примерно в четыре раза. При этом устраняются те причины, которые ограничивают линейную плотность информации в прототипе, а именно: импульсный характер магнитного поля записи (на минимальную длительность которого наложены ограничения) и смешение ультразвуковых импульсов за время Действия поля записи. В предлагаемом способе запись информации производится с помощью квазипостоянного магнитного поля и импульсов механического напряжения, которые в процессе записи 83 не смещаются вдоль носителя информации, так как представляют собой стоячую волну, образованную двумя встречно распространяющимися ультразвуков,1ми импульсами. Предлагаемый ферроакустнческий способ записи информации наибо лее эффективен, если магнитострикционный материал носителя информации выполнен с одноосной анизотропией с направлением оси легкого намагничивания вдоль направления распространения ультразвукового импульса. В этом случае пороговые свойства материала носителя относительно механического напряжения выражены более ярко, кривые изображенные на фиг. 1, имеют существенно большую крутизну, что способствует уменьшению неравномерности коэффициента модуляции М подлине носителя. Одноосная магнитная анизотропия в металлических поликристаллических материалах может быть получена различными способами, например термомеханической или термомагнитной обр аботкой, а также пластической деформацией при холодной , прокатке. В мтнитострикционных материалах одноосная анизотропия значительной величины может быть получена наиболее просто путем наложения одноосного упругого напряжения. При этом величиной анизотропии можно легко управлять, меняя величину прикладываемого напряжения. Количество информации, записываемой на одном носителе, может быть еше несколько увеличено, если в качестве импульсов кодовой последовательности и полувы- борки использовать однополярные ультразвуковые импульсы. Положительный эффект, возникающий при этом, объясняется тем, что коэффициент затухання однополярных ультразвуковых импуль- . сов меньше, чем симметричных двуполяр-.. ных, так как при воздействии на магнитный материал импульсами механического напряжения одного знака существенно уменьшаются потери на магнитоупругий гистерезис, являющийся основной причиной затухания ультразвука в магнитострикционных материалах. Это позволяет увеличить длину носителя информации и следовательно увеличить обьем информации записываемой в нем. Ультразвуковые импульсы, у которых амплитуда одной из полуволн значительно больше амплитуды Другой полуволны, могут быть сформированы, например, при помощи широкополосного магкитострикционного преобразователя, возбуждаемого импульсами тока с существенно различными алительностями запнего и перепнего фронтов. Формула изобретения Ферроакустический способ записи информации в магнитострвкционный носитель, захлючакпиийся в одновременном возаейст ВИИ на носитель постоянного магнитного поля и кодовой последовательности ультразвуковых импульсов, отличающийс я тем, что, с целью увеличения плот

ОЛ 0,6 0 0.2

6(,(t))

H-.f.H,

f

Фиг. 1 ности записи информация: в носителе, в момент действия коповой последовательности ультразвуковых импульсов в носителе возбуждают ОДИНОЧНЫЙ ультразвуковой импульс в противоположном направления с полярностью, соответствующей полярности импульсов кодовой последовательное и. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 1219976, кя. Н. , от 30.06.66. 2.Патент ФРГ № 1145228, кл. Н 03 К 21 а, 36/16, от 30.05.68.