Твердотельный преобразователь магнитных полей Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

Изобретение, относится к средства контрольно-иэмерительнсй техники и может быть-применено для контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий, а также для воспроизведения сигналов с магнитных лент в видеомагнитофонах. Известен преобразователь -магнитных полей содержащий магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы из датчиков Холла, злектрон но-лучевой прибор типа уникон, выхо которого связай с видеоконтрольным устройством, блок разверток IJ. Однако такой преобразователь име ет недостаточную надежность, большие габариты и потребляемую мощност Нгшболее близким по технической сущности к предлагаемому является твердотельный: преобразователь магн ных полей, содержащий магниточувствительный узел, выход которого подключен череа ашштудный селектор К видеоконтрольному устройству, блок разверток 2. Недостатком такого преобразователя являются значительные габариты и потребляемая мснцность, обусловленные тем, что.матрица магниточувствительного узла выполнена из датчиков Холла, соединенных по группам и строкам посредством токопроводящих полосок . Кроме того, преобразователь .имеет недостаточную надежность вследствие наличия большого количества- выводов матрицы, необходимости в устройстве коммуникации. Цель изобретения - понижение габаритов и потребляемой мощности, повышен е надежности преобразователя. Указанная цель достигается тем, что в твердотельном .преобразователе магнитных полей,- содержащем магниточувствительный блок, выход которого подключен через амплитудный-селекTOD к видеоконтрольному прибору.

связанному с блоком разверток и блоком тактирующих,импульсов, выход которого подключен ко второму, входу магниточувствительного блока, последний вьшолнек в виде отдельных секций накопления, хранения- и -переноса на магнитной пленке,, на поаерхности которой расположены информационные каналы для перемещения цилиндрических магнитных-доменов, пересекаемые проводниковыми .аппликациями, выходы которых подсоединены к блоку тактирующих импульсов, причем в секции хранения, совмещенной с секцией накопления, размещены сдви говые регистры, расположенные мея:ду столбцами секции накопления, а на выходе сдвигового регистра установлен считывающий датчик.

На фиг. 1 показана структзфная схма преобразователя; на фиг, 2 - схем магниточувствительного блока; на фиг, 3 - временная диаграш а тактирующих импульсов.

Устройство содержит (фиг. 1) объект 1 контроля, магниточувствйтельны блок 2, выполненный.на однородной магнитной среде в виде тонкой магантноя пленки, блокЗ развертки, амплитудный селектор 4, выход .которого соединен со входом видеоконтрольного прибора 5, блок 6 тактируюпщх импульсов, состоящий ( фиг 2) из генераторов 7, 8 и 9 тгистирухшщх импульсов, секций 10 накопления, сек ции 11 хранения, секции 12 перекоса, информационных каналов 3, проводниковых аппликаций 14, датчиков 15 для считывания. цшшндрических магнитш 1х доменов, видеоусилителя 16, подключенного к выходу I7 блока 2, тактируювще импульсы 18, 19 и :20, дд пер емещения цилиндрических«магнитных доменов, показаны на фиг. 3.

Преобразователь работает следукщим образом.

Объект I контрол,- создающий не1}днородное магнитно е-поле, располагают вблизи- магниточувствительного блока 2,. выполненного. на однородной магнитной среде,- в качестве которой используются тонкие магнитные пленки из ортоферрита или зпитаксиальные гранатовые пленки, выращенные на немагнитной подложке из галлиевого граната.

В таких пленках носителями-информции ЯВЛЯЮТСЯ-цилиндрические магннтные домены диаметром. 0,001-0,.05 мм.

который изменяется.в зависимости о.т типа магнитной пленки напряженности магнитного полд, создаваемого дефектом. Переработка информации в ппенках осуществляете путем направленного перемещения и взаимодействия доменов.

Магнит.очувствительный блок .2 представляет собой, матричный плоскостной

преобразователь магнитного рельефа объекта контроля параллельно-последовательной кадровой структуры (фиг.2) и состоит.из секций 10- накопления . информации, секции 11 хранения.информации, секции 12 переноса, причем в качестве секций 11 и 12 используются сдвиговые регистры-на цилиндрических. маг. -доменах. На -стороне магнитной .пленки,- обращенной к подложке, соэдак тся информационные каналы 13 в виде выступов-, вытравленных углублений путем селективной ионной имплантации или диффузии кремния . На этой же , перпендикулярно информгщионным-каналам 13 располагаются токовые проводниковые аппликации 14, одни-из выводрв которых юдсоединяются. в определённой последовательности к генераторам 7, 8 и 9 .тактирующих.импульсов, а другие заземляются. В секции 11 хранения и секции 12 .переноса используется .сдвиговый регистр, содержащий проводниковые, аппликации 14 в один информационный канал (фиг. 2). Число входов

в регистры сдвига секций 11 хранения и .секций 12 .переноса.отфеделяется числом выходов из секций IО накопления ti количеством регистров сдвига секций 11 хранения. Секция 11 хранения

и секция 12 переноса защищены от воздействия- внешшсх магнитных полей объекта 1. контроля с магнитных экранов. Параллельно-последовательная кадровая-структура магниточувствительного блока 2 образуется из строчных структур, расположенных .вертикально .- столбцами.. В ней накопительные .элемеиг д секции 10 чередуются с элементами-секции П-хране1В1Я„ они как бы образуют две прямоугольные матрицы, вложенные друг в друга. Для регистрации .цилиндрических магнитных доменов -на выходе сдвигового 4 егивфр.а секции- 12 переноса устанавливается. считывающий датчик 15, « качестве котюрого могут быть использованы-индукционные или. гальваномагнитные датчики. Вследствие 5 того, что индукционные датчики обладают малой чувствительностью, наиболее лерспективными лвляются гальваномагнитные -. Холловские,. магниторезисторные,- магнитодиодные, изготов ленные из пермаллоя- путем напыления в нужном месте-магнитной пленки. Мак симальный выходной сигнал- на выходе датчика Холла -при считывании доменов составляет млВ, на выходе магниторезисторного датчика 0,5-1 мл .Для усиления электрического сигнала снимаемого с гальваномагнитного датчика 15 используется усилитель 16 на интегральной микросхеме, выход 17 которого подключен к амплитудному селектору 4. Для облегчения эффективной генерации цилиндрических магнитных доменов гранатовые пленки.подвергаются ионной имплантации. На лленку воз действуют статическим однородным маг нитным полем,- плучаемым с помощью постоянных магнитов, -при определенной напряженности которого в секции накопления разрушаются полосковые магнитные домены, и она подготавливается к операции преобразования. Магнитный рельеф объекта 1 контроля, вызвгмный наличием дефектов структуры, воздействует на поверхность магнитной пленки магниточувствительного блока 2, вызывая появле ние .в соответствующих-местах матрицы цилиндрических .магнитных доменов. По истечении некоторого времени (порядка нескольких миллисекунд в матр це магниточувствительного блока 2 хранится картина магнитных, зарядов цилиндрических магнитных доменов, плотность которых, соответствует распределению магнитного рельефа объекта I контроля. Эти домены располагаются под соответствующими элементарными ячейками секции накопления, образованными пересечениями информацио ных каналов 13 и проводниковых аппликаций 14. После окончания одного кадра по сигналу от генератора 7 так товых импульсов на токовые проводниковые аппликации 14 поступают тактовые импульсы (уиг. з), и накопленные в секции 10 накоплегшя ,за время одного кадра цилиндрические магнитные домены сдвигаются параллельно в регистры сдвигов секции 11 хранения защищенные с помощью магнитных экранов. Секция 10 накопления подготавливается к приему магнитного изображения следующего кадра. Одновре3менное перемещение цилиндрических магнитных доменов достигается путем 1 последовательного -возбуждения набора токовых проводниковых аппликаций 14 с помощью трехтактных генераторов 7, 8. и 9 тактирующих импульсов. Максимальное.значение рабочих тактовых частот для трехтактовых t структур составляет 10 мГц. В преобразователе используется трехтактная система возбузедения проводниковых аппликаций, .так как только в этом случае можно добиться направленного, перемещения доменов вследствие их ассиметрии по отношению к направляющим конфигурациям. Информационные каналы 13 ограничивают боковое перемещение цилиндрических магнитных доменов из-за наличия локальных неоднородностей в магнитной пленке. В течение времени формирования следующего кадра информация из сдвиговых регистров секции 11 хранения передается строка за строкой в регистр секции .12 переноса. Магнитные цилиндрические домены следующей строки заданного поля вводятся в сдвигающий регистр секции 12 переноса только после того, как из него выведены все домены передающей строки данного поля, которые считываются датчиком 15, амплитуда,видеосигнала на выходе .которого пропорциональна плотности магнитных зарядов или магнитной энергии очередного цилиндрического магнитного домена. Тактовая частота сдвига в выходном регистре секции переноса должна быть & П раз (где п. - количество регистров в секции хранения) выше тактовой частоты в секции хранения для того,чтобы к моменту поступления в регистр следую- ; щей строки обеспеш ть передачу на выход всех доменов предвдущей строки. Видеосигналы с выхода датчика 15 через видeoycиJШтeль 16 и амплитудный селектор 4 поступают на вход видеоконтрольного прибора 5, на экране которого с помощью блока 3 разверток осуществляется синхронная развертка луча, яркость светового пятна которого регулируется с помощью амплитудного селектора 4. Оптическое изображение на экране видеоконтрольного прибора 5 соответствует магнитному рельефу, объекта контроля, и характеризует его структуру. Рассмотренный преобразователь магнитных полей является самоскачиру ющим устройством, в отличие от преобразователей, где сканирование осуществляется с помощью электронного луча или коммутатора. Использование твердотельного преобразователя магнитньп4 полей позволя.ет значительно .уменьшить габариты устройства и снизить потребляемую мощность, которая в основном затрачивается на питание тактовых -генераторов, а также повысить надежность преобразователя лутем упрощения топологической структуры и регулярности матрицы, уменьшения количества енешних выводов ее до п , -независимо от числа элементов,.содержащихся в ней, кроме того, отсутствуют устройства сканирования. Формула изобретения Твердотельный преобразователь маг ннтных полей, содержащий магниточувствительный блок выход которого подключен через амплитудный селекто к видеоконтрольнбму прибору,, связан ному с блоком разверток и блоком так тирующих импульсов, выход которого подключен ко второму входу магниточувс твительного блока,« отличающийся тем, что, с целью понижения габаритов и потребляемой мощности, повышения.надежности преобразователя, магниточувствительный блок выполнен в виде, отдельных секций накопления, и переноса на магнитной пленке, на поверхности которой расположены информационные каналы для перемещения цилиндрических магнитных доменов, пересекаемые проводниковыми аппликациями, выходы которых подсоединены к блоку тактирующих импульсов, -причем в секции хранения, совмещенной с секцией накопления, размещены сдвиговые регистры, расположенные между, столбцами секции накопления, а на .выходе сдвигового регистра установлен считывакхций датчик. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторские свидетельство СССР № 616860, кл. G 01 R 33/06, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2712176/18-21. кл. G 01 R 33/06, 26.12.78.

VU9.3