Матричный коммутатор

 

МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий п строк звукопроводов, первыми выводами акустически соединенных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, m столбцов обмоток считывания, первые выводы которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители, магнитосвязанные со звукопроводами, и обмотку записи, один вывод которой подключен к управляющей шине, а другой соединен с общей шиной, отличающийс я тем что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены п компенсирующих магнитных носителей , причем коммутационные магнитные носители выполнены в виде дискретных элементов, магнитосвязанньгх с компенсирующими магнитными носителями и звукопроводами в местах их пересечения с обмоткой записи, одни выводы компенсирующих магнитных носителей соединены с входными с S шинами, другие выводы соединены с ko соответствующими вторыми выводами звукопроводов, первые выводы которых соединены с общей щиной, а каждая из обмоток считывания магнитосвязана с соответствующими коммутационными магнитными носителями. эо 4 х эо 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (112

Zmg Н 03 К 17/80

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3363494/18-21 (22) 14. 10. 81 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) Л.Ю. Коренев, Б.С. Петровский и А.M. Черепко (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621.382(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 441668, кл. Н 03 К 17/60, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 597093, кл. Н 03 К 17/60, 1976 (прототип). (54) (57) МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий п строк звукопроводов, первыми выводами акустически соединенных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, m столбцов обмоток считывания, первые выводы которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители. магнитосвязанные со звукопроводами, и обмотку записи, адин вывод которой подключен к управляющей шине, а другой соединен с общей шиной, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены и компенсирующих магнитных носителей, причем коммутационные магнитные носители выполнены в виде диск ретных элементов, магнитосвязанных с компенсирующими магнитными носителями и звукопроводами в местах их пересечения с обмоткой записи, одни выводы компенсирующих магнитных носителей соединены с входными

- шинами, другие выводы соединены с соответствующими вторыми выводами звукопроводов, первые выводы которых соединены с обшей шиной, а каждая из обмоток считывания магнитосвязана с соответствующими коммутационными магнитными носителями.

1 1084

Изобретение относится к автомати\ ке, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано и устройствах передачи цифровых сигналон.

Известен матричный коммутатор, содержащий несколько звукопроводов, соединенных с генератором механических колебаний, число которых равно числу входов матричного коммутатора, записывающие, входные и выходные обмотки и генератор кодов (1 j.

Однако у ° известного устройства мало отношеиие сигнал/помеха.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является матричный коммутатор, содержащий и строк звукопроводов, первыми выводами акустически соепиненных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, m столбцов обмоток считывания, первые выводы которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители, магнитосвяэанные со звукопронодами, и обмотку записи, один вынод которой подключен к управляющей шине, а другой соединен с общей шиной (2 ).

Однако у известного устройстна

30 помехоустойчивость недостаточно высока.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем,. что в матричный коммутатор, содержащий и строк знукопроводон, первыми выводами акустически соединенных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, ш столбцов обмоток считывания, первые выво40 ды которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители, магнитосвязанные со эвукопроводами, и обмотку записи, один вывод которой подключен к управ45 ляющей шине, а другой соединен с общей шиной, введены и компенсирующих магнитных носителей, причем коммутационные магнитные носители выполнены в виде дискретных элементов, магнитосвязанных с компенсирующими магнитными носителями и звуконрово" дами в местах их пересечения с обмоткой записи, одни выводы компенсирующих магнитных носителей соединены с вход- ными шинами, другие выводы соединены с соответствующими вторыми ныводами эвукопроводов, первые выводы которых

986 2 соединены с общей шиной, à каждая из обмоток считывания магнитосвяэана с соответствующими коммутационными магнитными носителями.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схемы коммутационного элемента и векторные диаграммы намагниченностей коммутационных магнитных носителей.

Матричный коммутатор содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, и строк эвукопронодов 2, и компенсирующих магнитных носителей 3, и генераторов 4 импульсов тока коммутации, обмотку 5 записи, 2 mn коммутационных магнитных носителей 6, m столбцов обмоток 7 считывания. Каждый из и выходов генератора 1 электромеханических колебаний соединен с соответствующим эвукопроводом 2, один конец каждого компенсирующего магнитного носителя 3 соединен с выходом соответствующего генератора 4 импульсов тока коммутации, а второй конец каждого компенсирующего магнитного носителя 3 соединен с первым концом соответствующего эвукопровода 2, Вторые концы всех звукопроводов 2 заземлены. Обмотка 5 записи в

I местах пересечения со эвукопроводами 2 и компенсирующими магнитными носителями 3 магнитосвяэана с ними и ортогональна им. Коммутационные магнитные носители 6 выполнены в виде дискретных элементов иэ магнитомягкого материала, располагаются в местах пересечения обмотки 5 записи со звукопроводами 2 и компенсирующими магнитными носителями 3 и магнитосвязаны с ними. Обмотки 7 считывания выполнены в виде шин, параллельных обмотке 5 записи и магнитосвяэанных с коммутационными магнитными носителями 6, расположенными над одним отрезком меандра обмотки 5 записи.

Входы генераторов 4 импульсов тока коммутации образуют входы 8 матричного коммутатора, а обмотки 7 считывания — выходы 9 матричного коммутатора.

Матричный коммутатор работает в двух режимах (pe M записи маршрута коммутации и режим коммутации).

Перед началом работы все звукопроводы и компенсирующие магнитные носители 3 намагничиваются в исходное состояние подачей импульса тока стирания Х т в обмотку 5 записи, при1084986 чем полярность импульса стирания противоположна полярности импульсов тока записи. При .этом участки звукопроводов и компенсирующих магнитных носителей, расположенные под обмоткой записи, намагничиваются до насыщения.

В режиме записи производится запись кодов в звукопроводы. Генератор 1 электромеханического колебания возбуждает импульс механического напряжения поочередно во всех звукопроводах 2. При прохождении импульса механического напряжения в звукопроводах 2 под отрезками меандра обмотки 5 записи, в нее подаются импульсы тока записи ? и такие,что в участках эвукопроводов 2, где должны быть записаны "единицы", при совпадении импульса механического напряжения и импульса магнитного поля происходит необратимое изменение намагниченности. В компенсирующих магнитных носителях 3 состояние наФ магниченности не изменяется, так 25 как амплитуда импульса тока записи

Ipp выбрана таким образом, что создаваемое этим импульсом магнитное поле не способно изменить состояние компенсирующего магнитного носителя, а импульс механического напряжения в компенсируюЩий магнитный носитель

;не подается.

Коммутационные магнитные носители 6 выполнены из магнитного матерна-35 ла, имеющего коэрцитивную силу Нс в

3-4 раза меньшую, чем звукопроводы 2 и компенсирующие магнитные носители 3.

Под действием поля смещения, создаваемого участками звукопроводов 2 и компенсирующих магнитных носителей, коммутационные магнитные носители 6 устанавливаются в состояние насьпцения, причем их векторы намагниченности устанавливаются антипараллельно 45 векторам намагниченности соответствующих участков эвукопроводов 2 и компенсирующих магнитных носителей 3.

На фиг. 2 ot, Б изображено состояние коммутационных магнитных носите- 50 лей в одной. коммутационной ячейке при записи нуля и единицы", соответственно.

В режиме коммутации все генераторы 4 импульсов тока коммутации па- 55 раллельно лодают в компенсирующие магнитные носители 3 импульсы тока коммутации I < под воздействием входных сигналов коммутатора, подаваемых на его входы 8. Импульсы тока коммутации I создают импульсное магнитное поле в направлении, перпендикулярном компенсирующим магнитным носителям 3 и звукопроводам 2.

Под действием этого поля векторы магнитной индукции коммутационных магнитных носителей 6 поворачиваются на угол сС и, следовательно, наводится ЭДС в обмотках 7 считывания.

Поале окончания импульса коммутации под действием поля смешения звукопроводов 2 и компенсирующих магнитных носителей 3 векторы намагниченности коммутационных магнитных носителей возвращаются в исходное состояние. В результате на обмотках 7 считывания и соответственно на выходах 9 матричного коммутатора появляются сигналы.

На фиг. 2 S, ъ изображен процесс считывания сигнала при записанных

"нуле" и "единице", соответственно.

В случае записи единицы сигнал практически равен нулю, а в случае записи нуля — амплитуда сигнала определяется выражением

U „<, -(В + В )cos о6.

Амплитуда помехи в матричном коммутаторе определяется технологическим разбросом параметров коммутационншх магнитных носителей. Отношение сигнал/помеха не зависит от квадратности петли гистерезиса и может достигать нескольких десятков.

Помехоустойчивость матричного коммутатора становится еще выше при изготовлении звукопроводов и компенсирующих магнитных носителей в виде единой матрицы, что позволяет добиться параллельности звукопроводов и компенсирующих магнитных носителей.

Изготовление коммутационных магнитных носителей в едином технологическом процессе позволяет значительно уменьшить технологический разброс параметров магнитного материала и размеров коммутационных магнитных носителей.

Дальнейшее повьппение отношения сигнал/помеха может быть получено при увеличении считанного сигнала, которое может быть достигнуто конструктивными методами. При согласном соединении двух смежных шин считывания выходной сигнал коммутатора оп108498б

ВНИИПЙ Заказ 2035/53 Тираж 862 Подписное

Фнлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 ределяется поворотом векторов намагниченности четырех коммутационных магнитных носителей и характеризуется формулой

U „ „-(В„ + В + В + В, ) созС

Гакое конструктивное решение иллюстрируется на фиг. 2 д > e, где показано фврмирование выходных сигналов в случае записи "нуля" и единицы", соответственно. Отличием в работе при такой конструкции обмоток считывания является запись одинаковой информации на смежных ветвях меандровой обмотки 5 записи. Такая конструкция обмоток 7 считывания позволяет с высокой технологичностью выполнять конструкцию. Кроме того, появляется возможность выполнения обмоток 7 считывания в виде плоской прямоугольной спирали, все витки которой магнитосвязаны с коммутационными магнитными носителями, расположенными над двумя смежными ветвями меандровой обмотки 5 записи. При этом выходной сигнал возрастает в

k раз, где k — число витков спирали.

Таким образом, при применении такой конструкции появляется возможность еще более увеличить отношение сйгнал/помеха, повысить амплитуду вы15 ходного сигнала, упростить конструкцию усилителей считывания, что в конечном итоге значительно повышает надежность устройства.