Многофункциональное устройство Советский патент 1981 года по МПК H03K19/16 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в -устройствах автоматики, вычислительной и контрольно-измерительной техники. Известно устройство,, содержащее кольцевой магнитный сердечник с двумя диаметрально противоположными отверстиями, ось которых перпендикулярна оси сердечника с обмотками счи тывания, выходными и разрядными. Обмотки считывания расположены в диаме тральных отверстиях, а выходные и разрядные - в большом осевом отверстии Состояние элемента (логический О или 1) определяется направлением остаточного потока, за1 каю1цегося вокруг большого отверстия Г. Запись информации осуществляется с помощью импульсов, подаваемых по разрядным обмоткам. Считывание производится без разрушения информации путем подачи тока считывания, при этом происходят обратимые изменения потока сердечника, замыкающегося вокруг осевого отверстия, что вызывает появление сигналов в выходных обмотках. К недостаткам данного устройства следует отнести ограниченность функциональных возможностей. Наиболее близким по технической сущности является параметрическое устройство, содержащее кольцевой магнитный сердечник с радиальными отверстиями, в которых размещена обмотка накачки, с осевыми отверстиями, в которых расположены входные и резонансная обмотки, к резонансной обмотке подключены конденсатор и резистор Г2. По обмоткам накачки протекает высокочастотный ток с частотой 2 f и постоянный ток смещения. Высокочастотный ток модулирует индуктивность сердечника и определяет глубину модуляции энергоемкого параметра, током смещения задают рабочую точку параметрического устройства, В свою оче-.

редь, это определяет работу устройств только в одном квадранте,т.е.используется только одна ветвь зависимости дифференциапьной индуктивности оу переменного тока и оптимально усиливаться будут сигналы с частотой f , т.е. субгармонические колебания. Причем устройства используются в генера торном режиме, за логические единицы (О и 1) принимают колебания с противоположными фазами. Изменить фазы колебаний можно, подав на вход устройства большие сигналы (мощности, превосходящие выходной.сигнал) или периодически выключать параметрический элемент, а в период молчания подавать малые входные сигналы с .нужной фазой. На практике применяют последни вариант, используя двух- или трехтактные схемы. Трехтактные схемы сложны по своему построению, требуют трех источников высокочастотных возбуждаюицгх импульсов и в них в полтора раза больше параметров, чем в двухтактных схемах.

Двухтактные схемы требуют двух источников высокочастотной накачки, в два раза больше параметров по сравнению с однотактной (непрерывной накачкой, кроме того, включенце и выключение парметронов и использование субгармонических колебаний (время переходных процессов частоты f больше чем частоты 2f и тем более 4f) значительно снижает быстродействие устройств .

Применение источников постоянного смещения вызывает остаточное намагничивание сердечников, что определяет (часто навязывает) фазу последующих колебаний в резонансном контуре, способствуя появлению ложного сигнала.

Целью изобретения является повышение быстродействия, расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее магнит ный сердечник с ортогональными отверстиями , в одних из которых размещена обмотка накачки, в других расположены входные и резонансная обмотки,

к резонансной обмотке подключены последовательно соединённые резистор

.и конденсатор,введены дополнительные сердечники, образуя объемный элемент причем основной и дополнительные сердечники смещены по соответствующим ортогональным отверстиям, дополнительные обмотки накачки размещены iB одних отверстиях, дополнительные входные и резонансные обмотки распо ложены в других отверстиях а к допол- нительным резонансным обмоткам подключены соединенные последовательно конденсаторы и переменные резисторы. На чертеже представлена схема многофункционального устройства.

Схема содержит три магнитных серденика -3, сердечники совмещены по радиапьным 4 и осевым 5 отверстиям, образуя объемный элемент, обмотки 6 накачки размещены в радиальных отверстиях 4, входные 7 и резонансные 8 обмотки расположены на перемычках осевых отверстий 5, к резонансным обмоткам 8 подключены конденсаторы 9 и перменные резисторы 10,

Устройство работает следующим обра зом.

По обмоткам 6 накачки протекает высокочастотный ток генератора накачк (на чертеже не показан), который периодически насыщает сердечники 1-3 и модулирует индуктивность устройства с удвоенной частотой, так как отсутствие источника постоянного смещения позволяет использовать обе ветви зависимости дифференциальной индуктивности, и возможно оптимальное усиление как, суб- так и ультрагармонических колебаний, что позволяет, в отличие -от известных устройств, усиливать высщие гармоники и повысить быстродействие устройства.

Резонансные обмотки 8 вместе с конденсатором 9 образуют параметрический резонансный контур, который может быть предварительно настроен на суб- или ультрагармонику частоты напряжения накачки, причем резонансные контуры могут быть настроены как на одну частоту, так и на разные частоты, Для увеличения быстродействия параметрический контур настраивается на одну из высших гармоник, В резнансном контуре (обмотки 8 и кондёнсатор 9) всегда имеются сл.учайные эл ктрические сигналы, из этого спектра шумов за счет параметрического эффекта усилена будет та гармоника, фаза и частота которой совпадают с изменением энергоемкого параметра и частсН той резонансного контура, Эти колебания ограничиваются нeлинeйны в своствами систеьы и в силу конечной величины мощности генератора накачкй. Фаза этих колебаьшй имеет случайный характер и может принимать значение О или leo. Изменение величины сопротивления резистора 10 позволяет регулировать амплитуду выходного сигнала вплоть до срыва случайных колебаний, В та-ком случе устройство будет находить ся в регенеративном режиме с опред ленным линейным диапазоном усиления входных сигналов, при этом фаза выходных колебаний будет определяться полярностью входного сигнала. Таким образом, устройство будет иметь три устойчивых состояния: отсутствие выходного сигнала и с фазой О или , Получить регенеративньй режим можно и другим способом, например, выбором напряжения возбуждения, но устройство будет иметь только двухстабильное состояние. Известно, что свойства многодыроч ной магнитной структуры и ее характе ристики во многом определяются параметрами узлов (место соединения перемычек) , т.е. размера определенных переМь1чек и ограниченных объемов в месте .соединения, Кроме того, картина магнитного состояния узла в ряде случаев определлется не только его конструкцией, но и величиной токов накачки и управления, Амплитуда намагничивающей М,Д.С, и длительност ее воздействия будет определять максимально возможную вехшчину пути перемагничивания в магнитной структуре т,е. возможнь1е контуры перемагничивания. Многообразие магнитных состояний предложенного устройства позволя использовать его как в аналоговых, так и в дискретных системах. Как и для обычных магнитопроводов с ортогональными отверстиями (полями) устройство позволяет запись и хранение информации путем полного или частичкого намагничивания перемычек узла по различным путям. 56 Таким образом, использование предлагаемого многофункционального устройства позволяет повысить быстродействие. Универсальность по цепи управления (можно управлять аналоговыми и высокочастотными cигнaлaми многообразие режимов работы устройства позволяет значительно расширить как функциональные возможности, так и области применения (элемент o6bei tНОЙ памяти, фазочувствительный усилитель, многочастотное устройство т.п.). Формула изобретения Многофункциональное устройство, содержащее магнитный сердечник с ортогональными отверстиями, в одних из которых размещена обмотка накачки, в другом расположены входные и резонансная обмотки, к резонансной обмотке подключены последовательно соединенные конденсатор и резистор, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия и расигирения функциональ П)1х возможностей, в него . введены дополнительные .сердечники, образуя объемный элемент, причем основной и дополнительные сердечники совмещены по соответствующим ортогональнь1М отверстиям, дополнительные обмотки накачки размещены в одних отверстиях, дополнительные входные и резонансные обмотки расположены в других отверстиях, а к дополнительным резонансным обмоткам подключены соединенные последовательно конденсаторы и переменные резисторы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пакулов Н.И, и др. Построение надежных узлов и устройств ЦВМ на базе мажоритарных элементов. 2.Сб. Приборы и систе№1 автоматики. Харьков, изд. ХГУ, вып. 19, 1971, с. 35.