Способ неразрушающего индукционного считывания цифровой информации с магнитного носителя

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании запоминающих элементов и магнитных датчиков. Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум при считывании цифровой информации. В соответствии со способом неразрушающее индукционное считывание цифровой информации с магнитного носителя осуществляют следующим образом. Воздействуют на считываемый участок магнитного носителя магнитными полями смещения и считывания, причем магнитным полем считывания, имеющим пространственно локализованную форму, воздействуют лишь на центральную область считываемой части магнитного носителя. Магнитное поле считывания может иметь колоколообразную форму или форму эллиптического параболоида. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании запоминающих элементов и магнитных датчиков. Цель изобретения повышение отношения сигнал/шум при считывании цифровой информации. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для считывания информации, предназначенного для реализации способа; на фиг.2 приведена последовательность процессов образования, роста и коллапса домена обратной намагниченности; на фиг.3 кривая сигнала считывания. В соответствии с предложенным способом неразрушающее индукционное считывание цифровой информации с магнитного носителя осуществляют следующим образом. Воздействуют на считываемый участок магнитного носителя магнитными полями смещения и считывания, причем магнитным полем считывания, имеющим пространственно локализованную форму, воздействуют лишь на центральную область считываемой части магнитного носителя. Магнитное поле считывания может иметь колоколообразную форму или форму эллиптического параболоида. Устройство для реализации предложенного способа (фиг.1) содержит анизотропную считывающую часть носителя 1 (СЧН), например, в виде магнитной пленки (ОЛН ось легкого намагничивания), с центральной областью 2 и краевыми доменами 3, источник магнитного поля смещения Н_см 4, например, в виде плоского постоянного магнита, источник пространственного локализованного магнитного поля считывания Н_сч 5, например, в виде миниатюрной катушки с током, и катушку считывания 6. В качестве считываемой части носителя (СЧН) можно использовать монокристаллические, поликристаллические и аморфные магнитные пленки и слой. Источником Н_см может быть постоянный магнит или магнитотвердая пленка, так и электромагнит, катушка или проводник с током. Пространственно локализованное поле Н_сч может быть создано теми же средствами, что и Н_см. Для детектирования изменений магнитного потока СЧН пригодны различные конструкции катушек: объемные (намотанные на СВЧ и накладные) и плоские (в виде печатной платы и интегральные). Полем Н_см намагничивают до насыщения центральную область 2 СВЧ, при этом ориентируют ее магнитный момент М в одном из направлений ОЛН, определяемом видом хранимой информации, а также доводят до необходимых значений размеры краевых доменов 3 (они находятся в обратной зависимости от величины Н_см). Локализованное поле Н_сч ориентируют в одном из направлений ОЛН (на фиг.1 противоположно Н_см), прикладывают к центральной области 2 СЧН и увеличивают его, по меньшей мере, до образования домена обратной намагниченности, который расширяют с большой скоростью до необходимых размеров, при этом регистрируют изменение магнитного потока СЧН катушкой 5, на выводах которой получают ЭДС считывания Е_сч. Затем снимают поле Н_сч или увеличивают поле Н_см и восстанавливают исходное состояние СЧН. Процессы перемагничивания СЧН и формирования Н_сч, которые производят в соответствии с предложенным способом, поясняются с помощью фиг.2 и 3, где на примере магнитопленочной СЧН для одного цикла работы показаны характерные промежуточные состояния центральной области СЧН и соответствующие им участки на кривой сигнала считывания. В исходном состоянии (фиг.2а) центральная область 2 СЧН насыщена и намагничена по направлению Н_см вдоль ОЛН; на ее магнитный момент М действует также после рассеяния краев СЧН Н_р. Для считывания к центральной области СЧН прикладывают нарастающее локализованное магнитное поле Н_сч (фиг.2б). При выполнении условия Н_сч ≥ Н_N+H_см-Н_р, (1) где H_N поле зародышеобразования, внутри центральной области 2 образуют небольшой домен обратной намагниченности 7. Данная фаза зародышеобразования осуществляется преимущественно вращением вектора намагниченности и длится не более 100 нс; ее вклад в Е_сч относительно невелик ввиду малости изменения магнитного потока (фиг.3, участок А). Затем созданный домен обратной намагниченности 7 увеличивают в размерах одновременно в направлении осей легкого и трудного намагничивания (ОТН) (фиг. 2в). Эта фаза осуществляется путем разностороннего некогерентного вращения, протекает с высокой скоростью (до 2 ˙10⁶ cмс^-1) и вносит основной вклад в Е_сч (фиг. 3 участок Б). Как правило, скорость процесса vd по ОЛН выше, чем по ОТН; приближенно обе скорости могут быть описаны соотношением v_d= μ_d H_d, (2) где μ_d подвижность стенок домена, H_d эффективное приложенное поле, равное H_a=H_сч+Н_р-Н_см-Н_d-H_c, (3) где Н_d размагничивающее поле домена; Н_с коэрцитивная сила материала СЧН. Из (1) и (3) получим, что Н_d=H_N-H_d-H_c. (4) Из (2) и (4) следует, что скорость роста домена в значительной мере определяется параметрами материала СЧН (μ_d, H_N, H_c, H_d) и что для получения высокой амплитуды Е_сч нужно повышать разность Н_N-H_d+H_c). Кроме того, как только домен принимает максимальную длину (размер по ОЛН), величина Н_d начинает возрастать при дальнейшем увеличении его ширины, что приводит к снижению Н_а и, соответственно, v_d. Заканчивают процесс считывания при снижении скорости расширения домена обратной намагниченности до нуля на границе центральной области 2 СЧН (фиг. 2г). Эта фаза имеет наибольшую длительность и вносит небольшой вклад в Е_сч (фиг.3, участок В). В течение всей процедуры считывания краевые домены исключают из процесса перемагничивания СЧН и формирования сигнала считывания. Достигается это за счет пространственной локализации поля считывания и удерживания краевых доменов полем смещения вне пределов центральной области СЧН, где прикладывается поле считывания. Возвращают СЧН в исходное состояние, снимая Н_сч или увеличивая Н_см. Магнитное состояние СЧН в данном процессе изменяют со скоростью снижения Н_а (см. фиг.3). Вначале домен обратной намагниченности 7 разделяется на несколько изолированных доменов 8 (фиг.2д). Затем по мере снижения Н_а размеры доменов 7 уменьшаются и происходит их коллапс. Эта фаза создает на выводах катушки считывания ЭДС с полярностью, противоположной Е_сч, и амплитудой, которая путем подбора времени спада Н_а может быть сделана достаточно малой. Таким образом, предложенный способ, во-первых, предусматривает условия для перемагничивания СЧН при считывании с максимальной скоростью, определяемой параметрами СЧН, и минимальной зависимостью от скорости нарастания приложенного поля, и тем самым, обуславливает максимально возможное отношение сигнал/шум. Во-вторых, способ обеспечивает перемагничивание СЧН при его возврате в исходное состояние со скоростью, равной скорости спада приложенного поля, и, таким образом, минимизирует как сигнал помехи, так и наводку в этом процессе.

Формула изобретения

1. СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ИНДУКЦИОННОГО СЧИТЫВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ, основанный на воздействии на считываемый участок магнитного носителя магнитными полями смещения и считывания, отличающийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум при считывании цифровой информации, воздействие осуществляют лишь на центральную область считывания магнитного носителя магнитным полем считывания пространственно локализованной формы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на центральную область считываемой части магнитного носителя осуществляют магнитным полем считывания колоколообразной формы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие на центральную область считываемой части магнитного носителя осуществляют магнитным полем считывания в форме эллиптического параболоида.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3