Магнитных элементов

В учебных планах ряда специальностей шестой группы (0606, 0608, 0609, 0642) по курсу «Электромагнитная техника» предусмотрены часы для практических занятий, используемые, как правило, для консультаций по курсовому проекту. Опыт автора, читающего лекции по этому курсу, показал, что теоретический материал усваивается лучше, если эти часы использовать для решения задач. Такие практические занятия наряду с лабораторными работами способствуют лучшему пониманию физических процессов в магнитных элементах, связи между магнитными и электрическими величинами, а также основных закономерностей, характерных для различных видов магнитных элементов.

Учитывая достаточно большое количество различных схем умножения и деления частоты на параметрических магнитных элементах, рассмотрим в данном параграфе только общие принципы их построения. Положение, которое является общим для всех схем, заключается в том, что для получения э. д. с. высших гармоник величина питающего напряжения должна быть достаточно большой, обеспечивающей насыщение сердечника. Степень необходимого насыщения сердечника зависит от кратности умножения частоты и тем выше, чем выше кратность умножения.

Частотные дискриминаторы на параметрических магнитных элементах, в которых реализуются принципы работы схем 5.25, при-

21. Нарисуйте схемы и характеристики частотных дискриминаторов на пара-нетрических магнитных элементах.

В электрических элементах, где в пространстве четко выражен переход от проводящей среды к изоляции, представления о сосредоточенном параметре более обоснованы, чем в магнитных элементах, для которых магнитная проницаемость воздуха в меньшей степени отличается от проницаемости ферромагнетика, чем проводимость изолятора от проводника. Основными нелинейными элементами являются электронные для электрических и ферромагнитные для магнитных цепей. Изложение для электрических и магнитных цепей ведется применительно к схемам замещения реальных элементов электротехнических устройств, рассматриваемых в ч. II.

Распределитель импульсов распределяет импульсы по каналам, обеспечивая соответствующий сдвиг по фазе между каналами. В качестве распределителей импульсов применяют кольцевые пересчетные схемы, выполненные на триггерах, феррит-транзисторных или феррит-диодных ячейках, на магнитных элементах и т. п.

По мере развития техники в системах автоматики все большее значение приобретают устройства хранения и преобразования дискретной информации. Для хранения дискретной информации основным средством остаются и по имеющимся прогнозам будут оставаться в ближайшее десятилетие МОЗУ — магнитные оперативные запоминающие устройства, в которых для хранения информации используются матрицы тороидальных магнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса. В устройствах преобразования информации все большее применение получают полупроводниковые элементы, и особенно интегральные микросхемы. Однако наряду с развитием полупроводниковой микроэлектроники происходят существенные сдвиги и в технике устройств преобразования информации, выполненных на магнитных элементах. Прежде всего это связано с прогрессом в области создания ферромагнитных материалов, развитием и совершенствованием технологии производства ферритовых и микронных ленточных сердечников. Характеристики и параметры выпускаемых в настоящее время магнитных сердечников, а также существующая технология производства элементов позволяют уменьшать число витков во входных обмотках магнитных сердечников до одного и оставлять в элементах после заливки компаундом отверстия для нанесения входных обмоток в процессе сборки узла методом прошивок. Это создает предпосылки для уменьшения числа паек, унификации проектируемых устройств и узлов (основное разнообразие переносится в схемы прошивок), автоматизации процессов сборки. Соответственно снижается стоимость и повышается надежность устройств. Известны особенности магнитных элементов, которые в ряде случаев применения позволяют отдать им предпочтение: способность хранить информацию при отключенных источниках питания, высокая радиационная стойкость, высокая помехозащищенность. Для переключения магнитного сердечника требуется энергия, в 100—1000 раз большая, чем энергия переключения элемента в полупроводниковой микросхеме. Это позволяет, с одной стороны, упростить проектирование соединений внутри узлов, накладывая менее жесткие ограничения на длину и характер прокладки соединительных проводников, с другой стороны, позволяет применять устройства в условиях сравнительно высокого уровня внешних помех (цех, станок,

Числа а; и Т должны быть выбраны такими, чтобы они удовлетворяли неравенствам (2-45а) и (2-466). Для упрощения синтеза ПЭ на магнитных элементах обычно выбирают at и Т из множества целых чисел, тогда синтез ПЭ заключается в выборе минимального вектора структуры элемента R, представляющего собой совокупность минимальных целых значений весов и порога, удовлетворяющих условиям (2-45а) и (2-466):

НА ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

. 6-1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ И КОМПЛЕКСОВ НА МАГНИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Избежать в значительной степени последствий второго недостатка и, более того, выиграть в 2—3 раза в экономичности, весе и габаритах по сравнению с интегральными элементами, широко выпускаемыми в настоящее время промышленностью, позволяет организация процессора ЦВМ и преобразующей части функциональных устройств на оборудовании однородных магнитных матриц, применяемых в МОЗУ ЦВМ. Такое многофункциональное использование однородного оборудования делает этот способ построения процессора на магнитных элементах наиболее перспективным в настоящее время. Дополнительную экономию дает применение в ЦВМ на магнитных элементах схем на базе МПТ для построения адресных трактов МОЗУ и устройств управления. Элементы МПТ при этом также используются многофункционально, что и приводит к выигрышу в экономичности, весе, габаритах,

В учебных планах ряда специальностей шестой группы (0606, 0608, 0609, 0642) по курсу «Электромагнитная техника» предусмотрены часы для практических занятий, используемые, как правило, для консультаций по курсовому проекту. Опыт автора, читающего лекции по этому курсу, показал, что теоретический материал усваивается лучше, если эти часы использовать для решения задач. Такие практические занятия наряду с лабораторными работами способствуют лучшему пониманию физических процессов в магнитных элементах, связи между магнитными и электрическими величинами, а также основных закономерностей, характерных для различных видов магнитных элементов.

Выполняя курсовой проект, студент, как правило, рассчитывает, в зависимости от задания, только один из видов магнитных элементов. Решая задачи, студенты знакомятся с расчетом всех основных видов магнитных элементов. Кроме того, выполняя расчеты, они наглядно видят порядок тех или иных величин (обмоточные данные, размеры сердечников, коэффициенты усиления и т. п.).

В этом разделе дан анализ работы магнитных элементов в запоминающих устройствах матричного типа, а также приведены основы расчета и выбора сердечников для этих устройств. На конкретных цифровых примерах (задачи 8.1 и 8.2) рассматривается зависимость времени перемагничи-вания, которое определяет быстродействие запоминающего •устройства (ЗУ) типов 3D и 2.5D, работающих по принципу совпадения токов, от коэрцитивной силы сердечников; зависимость отношения сигнал/помеха от коэрцитивной силы и стабильности адресных токов. В задачах 8.3-4-8.14 рассмотрена работа сердечников в системе памяти типа 3D и 2,50.

9. Балашов Е. П. Проектирование магнитных элементов и устройств электронных вычислительных машин. М., «Высшая школа», 1966.

нике за счет интегральной технологии. Ведутся работы и в области микроминиатюризации магнитных элементов.

Пермаллои широко используют для изготовления магнитных элементов измерительных, автоматических и радиотехнических устройств, рассчитанных на работу в слабых постоянных и переменных полях с частотой до нескольких десятков килогерц, а в случае микронного проката — и до более высоких частот.

20. Гаврилов А. Н., Чижиков В. Ю. Технология магнитных элементов для приборов средств автоматики и вычислительной техниш. М., 1974.

В книге изложены теоретические и прикладные вопросы электротехники; даны элементарные сведения об электрическом и магнитном полях, рассмотрены принципы действия, устройство, основные характеристики электроизмерительных приборов электрических машин, трансформаторов, электрических и магнитных элементов автоматики; приведены сведения по электромеханическим материалам, электроприводу, электроснабжению.

Органы тока II ступени с зависимой характеристикой выдержки времени разрабатывались как в Советском Союзе, так и за рубежом. Наилучшие их варианты были выполнены во ВНИИЭ (М. А. Федосеев и др.) с использованием полупроводников и магнитных элементов с прямоугольной характеристикой намагничивания [84] и во ВНИИР (Л. А. Надель и др.) — на полупроводниках. В последнем варианте на основе способа получения зависимости (12.1), разработанного ВНИИЭ [76], вместо функциональных преобразователей и интеграторов импульсов, выполненных на

По мере развития техники в системах автоматики все большее значение приобретают устройства хранения и преобразования дискретной информации. Для хранения дискретной информации основным средством остаются и по имеющимся прогнозам будут оставаться в ближайшее десятилетие МОЗУ — магнитные оперативные запоминающие устройства, в которых для хранения информации используются матрицы тороидальных магнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса. В устройствах преобразования информации все большее применение получают полупроводниковые элементы, и особенно интегральные микросхемы. Однако наряду с развитием полупроводниковой микроэлектроники происходят существенные сдвиги и в технике устройств преобразования информации, выполненных на магнитных элементах. Прежде всего это связано с прогрессом в области создания ферромагнитных материалов, развитием и совершенствованием технологии производства ферритовых и микронных ленточных сердечников. Характеристики и параметры выпускаемых в настоящее время магнитных сердечников, а также существующая технология производства элементов позволяют уменьшать число витков во входных обмотках магнитных сердечников до одного и оставлять в элементах после заливки компаундом отверстия для нанесения входных обмоток в процессе сборки узла методом прошивок. Это создает предпосылки для уменьшения числа паек, унификации проектируемых устройств и узлов (основное разнообразие переносится в схемы прошивок), автоматизации процессов сборки. Соответственно снижается стоимость и повышается надежность устройств. Известны особенности магнитных элементов, которые в ряде случаев применения позволяют отдать им предпочтение: способность хранить информацию при отключенных источниках питания, высокая радиационная стойкость, высокая помехозащищенность. Для переключения магнитного сердечника требуется энергия, в 100—1000 раз большая, чем энергия переключения элемента в полупроводниковой микросхеме. Это позволяет, с одной стороны, упростить проектирование соединений внутри узлов, накладывая менее жесткие ограничения на длину и характер прокладки соединительных проводников, с другой стороны, позволяет применять устройства в условиях сравнительно высокого уровня внешних помех (цех, станок,

В книге рассмотрены вопросы проектирования и расчета магнитных элементов, узлов и комплексов с учетом тенденций, наметившихся в магнитной технике за последние годы. Значительное внимание уделено вопросам схемотехники и расчета узлов на магнитных переключателях и магнитно-транзисторных формирователях импульсов тока, принципам многофункционального использования магнитных сердечников накопителя МОЗУ, вопросам применения этих принципов при проектировании цифровых комплексов автоматики. При этом в значительной мере использованы материалы и опыт, полученные в ходе научно-исследовательских работ, выполненных коллективом сотрудников кафедры автоматики и вычислительной техники Ленинградского ордена Ленина политехнического института имени М. И. Калинина, а также опыт преподавания магнитной техники студентам специальности «Автоматика и телемеханика». Главы 1—3 посвящены вопросам расчета и проектирования элементов, главы 4—7 — вопросам проектирования функциональных узлов и комплексов.