Устройство для измерения подвижности доменных границ феррит- гранатовых пленок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (si)s G 11 С 11/14

:" : °

- .r 1 1)д г

ii» jr< -- ) 1БЛИ() г

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ДОМСТВО СССР (Г СПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 ) 4778001/24 (2 ) 03.01.90 (4 ) 30.08,93. Бюль 32 (7 ) Свердловский завод автоматики (7 ) Г.Ф,Грязев, А.Г.Талуц и С.И.Нестеренко (5 ) Авторское свидетельство СССР

РЬ 1105837, кл. G 01 и 33/12, 1984.

Applied Physics Letters, vol 21 гв 1 July

1 72, р. 7,8. (5 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОД ИЖНОСТИ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ ФЕРР Т-ГРАНАТОВЫХ ПЛЕНОК (5 ) Изобретение относится к магнитным и мерениям и может быть использовано в а паратуре измерения подвижности доменн х границ в процессе контроля ферритг натовых пленок. Целью изобретения я яется повышение точности и быстродейст ия за счет автоматического измерения

1 ! !

Изобретение относится к магнитным и мерениям и может быть применено для к нтроля феррит-гранатовых пленок, иси льзуемых в качестве запоминающей сред в устройствах памяти на цилиндрических м гнитных доменах.

Целью изобретения является повышен е точности и быстродействия устройства з счет автоматического измерения скорост перемещения ЦМД в процессе определ ния подвижности доменных границ.

На фиг.1 представлена блок-схема устФ р йства для измерения подвижности дом нных границ феррит-гранатовых пленок; н фиг.2 приведены временные диаграммы, и ясняющие работу устройства; на фиг.3— и ображение на экране видеоконтрольного б ока источника градиентного магнитного скорости перемещения доменов при определении подвижности доменных границ, Устройство содержит оптически связанные источники света 1, поляриэационный микроскоп 2, камеру 3 телевизионную передающую, исследуемый образец ферритгранатовой пленки 4, расположенный перпендикулярно оптической оси устройства, источник поля смещения 5, источник градиентного магнитного поля 6, источник компенсирующего магнитного поля 7, формирователи импульсов 8 и 9, интегратор 10 напряжения, генератор 11 одиночных импульсов, селектор 12 строчных и кадровых синхроимпульсов и смеситель 13, видеоконтррльный блок 14, генератор 15 опорной частоты, триггеры 16 — 18, элементы И 19 — 22, одновибраторы 23 — 26, счетчик 27 и блок 28 индикации, 3 ил, поля в виде пары параллельных проводников, источника компенсирующего магнитного поля в виде токовой петли, выбранного для измерения изолированного ЦМД и горизонтальной измерительной метки.

Устройство для измерения подвижности доменных границ феррит-гранатовых пленок (фиг.1) содержит оптически связанные источник света 1, поляриэационный микроскоп 2. содержащий поляризатор и анализатор, камеру телевизионную переда ющую 3, исследуемый образец феррит-гранатовой пленки 4, расположенный перпендикулярно оптической оси устройства, а также источник 5 поля смещения, выполненный в виде катушек Гельмгольца, продольная ось которого направлена вдоль оптической оси устройства, источник 6 гра1837361 диентного магнитного поля в виде пары параллельных проводников, источник 7 компенсирующего магнитного поля в виде токовой петли, причем источники 6 и 7 расположены в плоскости образца 4, формирователи 8 и 9 импульсов тока, соединенные с источниками 6 и 7 соответственно, интегратор напряжения 10, генератор 11 одиночных импульсов, селектор 12 строчных и кадровых синхроимпульсов и смеситель 13, подключенные к выходу камеры 3, видеоконтрольный блок 14, подключенный к выходу смесителя 13, перестраиваемый генератор опорной частоты 15, триггеры 1618, элементы И 19-22, одновибраторы 2326, счетчик 27 и блок индикации 28, соединенный с выходом счетчика 27.

Работа устройства основана на использовании магнитооптического эффекта Фарадея.

Изображение доменной структуры контролируемой феррит-гранатовой пленки образца 4, а также двух параллельных проводников и токовой петли источников 6 и 7 с помощью источника света 1, поляризатора и анализатора микроскопа 2 проецируется на мишень видикона телевизионной камеры 3, где преобразуется в полный видеосигнал (фиг.2а). С выхода камеры 3 видеосигнал поступает через смеситель 13 на вход видеоконтрольного блока 14, Таким образом, на экран видеоконтрольного блока выводится увеличенное иэображение про-. водников источника 6 и токовой петли источника 7 на фоне доменной структуры образца 4 (фиг.3), причем проводники располагаются перпендикулярно строкам телевизионного растра.

Значение постоянного магнитного поля смещения источника 5 устанавливается в пределах области существования ЦМД.

Перемещение ЦМД в направлении градиента магнитного поля смещения (в сторону уменьшения поля) обеспечивается пропусканием через проводники источника

6 в одном направлении одиночного прямоугольного импульса тока 1, длительность которого задается генератором 11, а полярность и амплитуда — формирователем 8. Одновременно в токовую петлю источника 7 с выхода формирователя 9 поступает импульс тока „, линейно увеличивающегося во времени. Этот ток получается интегрированием напряжения генератора 11 с помощью интегратора 10. Постоянная интегрирования интегратора устанавливается таким образом, чтобы, за счет возрастания поля источника 7, скомпенсировать уменьшение поля смещения, обусловленное источником 6. В этом случае диаметр ЦМД и, следовательно, 45

55 деляется длительностью импульса одновибратора 23.

Далее, сформированный на выходе элемента И 22 импульс с периодом повторения кадровых синхроимпульсов (20 мс) замешивается с помощью смесителя 13 в видеосигнал и поступает в видеоконтрольный блок

14, где отображается в виде горизонтальной метки, ориентированной вдоль строки телевизионного растра. Перемещение метки по вертикали в пределах кадра телевизионного изображения осуществляется регулировкой длительности импульса одновибратора 23, Размер метки по горизонтали задается одновибраторами 25, 26.

По команде "Пуск" (фиг,2к), задаваемой оператором, триггер 17 устанавливается в его динамические характеристики остаются неизменными при воздействии градиента магнитного поля смещения, что повышает точность измерений.

В исходном состоянии триггеры 16 — 18 и счетчик 27 обнулены. На вход селектора строчных и кадровых синхроимпульсов 12 с выхода телевизионной камеры 3 поступает полный видеосигнал (фиг.2а), На первом вы10 ходе селектора 12 формируются строчные синхроимпульсы (фиг.2в) с периодом повторения 64 мкс, а на втором выходе — кадровые синхроимпульсы (фиг,2б) с периодом 20 мс.

Кадровый синхроимпульс устанавливает триггер 16 в единичное состояние(фиг.2д) и одновременно перепадом запускает одновибратор 23, на выходе которого формируется импульс низкого логического уровня

20 (фиг.2г), длительность которого регулируется в пределах 0-20 мс. После окончания этого импульса на выходе одновибратора 23 появляется высокий уровень, разрешающий прохождение строчных синхроимпульсов

25 через элемент И 19. При этом первым же импульсом с выхода элемента.И 19 триггер

16 перебрасывается в нулевое состояние, в результате чего на выходе элемента И 19 формируется одиночный импульс (фиг,2е).

30 Перепадом импульса с выхода элемента И 19 (фиг,2е) запускаются одновибраторы 25, 26. На выходе одновибратора 25 формируется импульс низкого, а на выходе одновибратора 26 — высокого логического

35 уровня (фиг.2ж,з), Длительность этих импульсов регулируется в пределах 0-64 мкс.

В результате на выходе элемента И 22 формируется импульс высокого уровня (фиг.2и) с регулируемой задержкой фронта

40 и среза относительно соответствующего строчного синхроимпульса в пределах длительности строки. Задержка указанного импульса относительно начала кадра опре1837361

10

/c—

30 иничное состояние (фиг.2л), разрешая рохождение кадровых синхроимпульсов рез элемент И 20 на вход счетного триггеа 18, Первый кадровый импульс устанавивает триггер 18 в единичное, а второй — в улевое состояние. Перепадом5с выхода риггера 18 запускается одновибратор 24, мпульс с выхода которого (фиг.2н) перерасывает триггер 17 в нулевое состояие, запрещая дальнейшее прохождение адровых синхроимпульсов через элемент

20, Таким образом, на выходе триггера 18 ормируется одиночный импульс (фиг,2м) олукадровой длительности (20 мс). Этот мпульс подается на первый вход элемента

21, на два другие входа которого поступат импульсы опорной частоты от генератоа 15 (фиг,2о) и горизонтальной метки с

ыхода элемента И 22 (фиг,2и). На элементе

21 осуществляется время — импульсное реобразование длительности импульса гоизонтальной метки в число импульсов порной частоты, Это число (фиг.2п) фиксируется счетчиом 27 и в виде десятичного числа высвечиается на блоке индикации 28.

При измерении подвижности доменных раниц выбирают для исследования изолиованный ЦМД, расположенный приблизиельно в центре между проводниками. ператор совмещает на экране видеоонтрольного блока 14 один конец горионтальной метки с центром выбранного омена.

Перемещение ЦМД из точки старта в вправлении градиента магнитного поля мещения осуществляется по команде запука генератора 11 ("Зап.ГОИ"), задаваемой ператором. При этом через проводники исочника 6 пропускается в одном направлеии одиночный прямоугольный импульс ока известной длительности тд, амплитуы!л

Для измерения скорости V перемещеия ЦМД оператор совмещает на экране идеоконтрольного блока 14 второй конец оризонтальной метки с центром переметившегося домена (фиг.3) и задает команду

Пуск", При калибровке устройства устанавлиают частоту fog (Гц) генератора 15 таким бразом, чтобы произведение fon Тс было

L исленно равно, где L — линейный разК ri ер строки телевизионного растра на экрае видеоконтрольного блока, м; К— оэффициент увеличения оптической систеы; Т вЂ” период строчной развертки (Т, =

=64.10 с); т — длительность импульса тока

-б в проводниках источника 6 с.

Величины L, К,, задаются при калибровке и в процессе измерения не меняются.

B этом случае в режиме измерения подвижности на блок индикации 28 выводится непосредственно значение скорости V домена в м/с.

Подвижность доменных границ р в м /(с А) определяется по формуле: где 1„, — амплитуда импульса тока в проводниках источника 6, А; R — радиус домена, м;

0 — расстояние между проводниками, м;

Нс — коэрцитивность феррит-гранатовой пленки, А/м, Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить точность и быстродействие устройства за счет автоматического измерения скорости перемещения ЦМД при определении подвижности доменных границ. Кроме этого, благодаря использованию видеоконтрольного блока. снижается утомляемость оператора и повышается производительность контроля в процессе производства ферритгранатовых пленок, Формула изобретения

Устройство для измерения подвижности доменных границ феррит-гранатовых пленок, содержащее оптически связанные источник света, поляризатор и анализатор, источник поля смещения, ориентированного вдоль оптической оси устройства, генератор одиночных импульсов, интегратор напряжения, два формирователя импульсов тока; источник градиентного магнитного поля в виде пары параллельных проводников, источник компенсирующего магнитного поля в виде токовой петли, соединенной с выходом первого формирователя импульсов тока, вход которого подключен через интегратор напряжения к выходу генератора единичных импульсов и входу второго формирователя импульсов тока, выход которого соединен с источником градиентного магнитного поля, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит генератор опорной частоты, три триггера, четыре элемента И, четыре одновибратора, счетчик, блок индикации, вход которого соединен с выходом счетчика, смеситель, видеоконтрольный блок, вход которого соединен с вы1837361 ходом смесителя, селектор строчных и кадровых синхроимпульсов, телевизионную передающую камеру, оптически связанную с источником света, выход которой подключен к первому входу смесителя и входу селектора строчных и кадровых синхроимпульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а второй выход — с входом запуска первого одновибратора, входом установки первого триггера и первым входом второго элемента

И, выход которого подключен к входу установки второго триггера, а второй вход — к выходу третьего триггера. вход установки которого подключен к выходу второго одновибратора, вход запуска которого подключен к выходу второго триггера и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом запуска счетчика, второй

5 вход — с выходом генератора опорной частоты, а третий вход — с вторым входом смесителя и выходом четвертого элемента И, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого одновибраторов соот10 ветственно, установочные входы которых соединены с входом сброса первого триггера и выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора, а третий вход — к выходу

15 первого триггера.

1837361

Ул л фиВ,У

Составитель Г. Грязев

Техред М.Моргентал

Редактор Т. Орлова

Корректор П. Гереши

Заказ 2869 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул.Гагарина, 101