Пьезотрансформаторное заполишающее устроймт?|11е0-1елкг1::

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ РЕ ТЕ Н ИЯ

33l42l бок!а Советокиа

Содиалистическйх

Рееву!1лик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 10.VI1.1970 (М 1450986 18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Оп1оликовано 07.111.1972 г. Бюллетень № 9.Ч.1хл. (i llc 18 00

Комитет по делам азооретений и открытий ори Совете 1т1ииистров

СССР

УЛ1х 681.327.025(088.8) Дата опубликования описания 4Х.1972

Авторы изобретения

К. Г. Самофалов, T. В. Груц, Л. С. Воскрекасенко, В. А. Манжело, Я. В. Мартынюк и Н. В. Плахотный

Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции

Заявитель

« 1 !,.3 ««, « :т

«. Ч. °

«й,"; . «« .«;. .«1 „.,с«, g

ПЬЕЗОТРАНСФОРМАТОРНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ У

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть применено при разработке вычислительных цифровых машин, там, где гребуется скоростное неразрушающее воспроизведение информации при ее сравнительно медленной смене.

Известны пьезотрансформаторные запомина!Ощт!е устройства с параллельным неразрушающим воспроизведением информации, содержащие числовые и разрядные шины, в пересечениях которых установлены широкополосные сегнетоэлектрические пьезотрансформаторы, входные электроды которых подключены к числовым шинам, .выходные электроды

Объед1шены и подключены к разрядным шинам, а также ко входу разрядных усилителей считывания, а экранирующие электроды объединены и подключены к общим шинам, которые соединены с общей точкой устройства через ключи и с выходом формирователя записи, и, кроме того, входы адресных кгпочей ооъединены и подключены к выходам формирователя стирания и формирователя записи.

В известных устройствах из-за объединения экранирующих электродов в общие шины по адресам между разрядными шинами существуют большие емкостные паразптные связи, которые снижают надежность, помехозащищенность и объем памяти запоминающего устройства. о

В предлагаемом устройстве для повышения помехозащищенности устройства без еl о усложнения, Одновре. «!енного повышения надетl«ности, экономичности, уменьшения аппаратур5 HIIx затрат, упрощения схемы и увеличения объема памяти запомш!ающего устройства экранирующие электроды объединены по разрядаа» в общие шины, и включены на соответствующие BxoJbl разрядных усилителей lll10 тывания, причем выходы адресных ключей соединены с числовыми шинами, а к и. ооъсдиненным входам через 17азделительные диоды подключены источники постоянного напряжения, величина которого выбрана мень15 ше напряжения записи.

Иа фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 —— !!pl!I-III»11IIaльная схема адресного ключа: на фиг. 3 — диаграмма, поясняющая функ1Н1онирование адресного ключа.

Устройство (см. фиг. 1) состоит из блока 1 управления по адресу (запись, считыван:e и стирание), блока 2 запоминающих пьезотрансформаторов, блока 1 записи по разряду и блока 4 усилителей считывания.

Блок 1 управления по адресу содержит формирователь 5 сигналов, формирователь 6 сигналов записи и адреснь!е 1«л!Очи /. Каждыи адресный ключ состоит из ключа стирания 8

30 и ключа записи 9, входы которых соответст331421

3 венно объединены шинами 10 и 11 и подключены на выходы формиравателя стирания и формирователя записи. Кроме того, шина 10 через диод 12 подключена к выходу источника напряжения — Ь (клемма 13), fl шшш 11 через диод !4 — к ьыходу ис7очника напря>кения + Ug (клемма 15). Формирователи сигналов 5 и б выполнены B виде ключей, на их входы (клеммы 16 и 17) подаются иапрян(ени!! 1..)з ff U4 соответственно, вь!Оираемые 113

2 условия Lз —— U„, à U = — U,, где U, Напряжение, при котором происходит персполяризация запоминающей пластины пьезотрансформатора; клеммы 18 и 19 являются управляющими входами формирователей 5 и

6.

Управляющие 7of » fee!(lfe входы ключей 8 и 9 соединены с шинами 20 дешифратора адреса (иа фиг. 1 ие показан) и соответственно с шинами 21 рода работы «Стирание» и шинами 22 «Запись», а выходы ключеи ооьединены через резисторы 23 и соединены с числовыми шинами 24 блока 2.

В пересечениях числовых 24 и разрядны.;.

25 шин установлены широкополосные сегнетоэлектрические пьезотрансформаторы 26. Они состоят из покрытых металлическими электродами пьезокерамическнх пластин, соединенных мея(ду собой по общему э !СКТрору 27.

Пластина 28 является генераторной секцией, а пластина 29 — секцией возбу>кдения. Входные электроды 30 пьезотрансформаторов подклиочены к числовым шинам, а выходные 31— к разрядным шинам. Зкраииру!Ощff(электроГ) ды объединены по разрядам в общие шины,32, которые с одной стороны соединены через ключи 33 с общей точкой и через резисторы

34 — с выходом формирователH сигналов записи 35, а с другой стороны — через конденсаторы 36 — с входами одного плеча дифференциальных усилителей считывания 37, входы другого плеча которы.. соединены через конденсаторы,38 с разрядными Ни!нами.

Формирователь сигналов записи 35, как и формирователи 5 и б, выполнен в виде ключа, к входу которого (клемма 39) подключен источи IK напряжения — U:, гыбираемый из условия;

U.- = U„. (K)I e Ill » a 40 я в 7 я ст С я у 17 р 3 B7 f f IO111 kf ) I 13 х О до.") формирователя) .

Управляющие входы 41 ключеи, 3,3 соединены с регистром числа (на фиг. 1 Не показан). Ключи стирания 8 и записи 9 адресного ключа 7 гыполиены по однотипной схеме.

Цепочка из диода 42 (см. фиг. 2) и резистора

43 является общим смещением ключей 8 всех адресов, а цепочка из диода 44 и резистора 45 соответственно общим сх!ещением ключей 9.

С шиной 10 через диод 42 соединен эмиттер коммутирующего транзистора 46, и, через резистор 47, — его база, которая соединена через резистор 48 с коллектором управляю5

20 ог, 30

35 10

60 ще1о транзистора 49. База транзистора 49 подключена к общей для всех адресов шине

21 рода раооты «Стирание», а его эмиттер через резистор 50 соединен с шиной 20 дешифрагора адреса. Кроме Tolо, шина дешифратора адреса через резистор 51 соединена с базой управляющего транзистора 52, коллектор которого через резистор 53 соединен с базой коммутнру1ощего транзистора 54, а эмиттер подключен к оощей для всех адресов шине 22 рода работы «Запись». С шиной эмиттер транзистора 54 соединен через диод 44, а база - через резистор 55. Выход к.7!Оча 8, коллектор транзистора 46 и выход ключа 9 через резистор, коллектор транзистора 54 соединен с числовой шиной 24.

Устройство может произво..цпь произвольНо по адресам одну 113 операций: стирание, запись, считывание.

При сп1рании все к,т!Очи 33 открыты сигналами на шина.;. 41 с выходов регистра чис,l3, и потенциал экраиирующих шин 32 близок к нулк). Сигнал на выбранной деишфратором шине 20 открывает только ключ 8 стиpBkIiIkI адресного K110)IB) TBK 1(ак K.lfO)I 9 331111си надежно закрыт сигналом «Запрет» иа шипе 22 «Запись». Одновременно с сигналом дешифратора адреса иа управляющий вход (клемма 18) поступает открывающ11й сигнал, l1 напряжение — — U с входа формирователя 5 по шине 10 через выбранный дешифратором ключ стирания прикладывается к числовой шине 24. Электрическое поле напряжения — (! „между электродами 30 и 27, величина которого превышает коэрцнтивное значение, поляризует пьезокграмические пластины секций возбуждения пьезотрансформаторов данного числа до насыщени!1. При этом направление вектора поляризации данных пластин соответствует «0».

Запись информации производится в предв lpll Tcëüíî подготовленные адреса, все разряды которы.; находятся в «О». Сигнал дешифратора открывает только ключ 9 записи выбранного адреса, кгноч 8 стирания закрыт сигнало)м «Запрет» на шине 21 «Стирание».

Одновременно 1а управляющие входы 19 и

-10 формирователей 6 и 5 поступает сигнал записи, а сигналы регистра числа на шинах 41 к,7!0)1и, 3 3 кОд i )IIIC,1a. НапряkKe2 ние + —:; U„c moда формирователя б по ш11не 11 через выбранный ключ 9 записи прикладывается к числовой шине 24, а напряже1 ние — .; (.1„ с входа формирователя 35 .) прикладывается к тем разрядным шинам 32, в которы.; ключи 33 закрыты. На остальных

Р 3 3 Р Я Д Н Ы Х Ilf f f kf B. (И 3 П Р Я Ж Е! Н 1 Е О Л И 3 КО К Н )i;1 IO.

В разрядах, где потенциал разрядных шии

32 равен — — U„è напряжение +(1„ме3 жду электродами,30 и 27, изменяется направление поляризации пьезокерамнческих плаcTин и соответствует «1». В остальных разря331421 дах данного числа напряжение между элек2 тродами 30 и 27 составляет — —., Г„, что не>> достаточно для изменения направления поляризации соответствующих пьезоксрамических пластин 29; при этом направление поляризации соответствует «0». Таким образом, направление поляризации пластин 29 пьезотрансформаторов, выбранных дешифратором, соотвстствуег коду записанного числа. Длительность управляющих с)!гналов записи и стирания опредсл ieTC» временем перск.иочсиия пьсзокерамических пластин.

При считывании информации все 3 я?кение —, Ug Ilpll.10?I л)0. Имп> ;Ibc няп(?51жения сигнала чтения на шине 20 открывает выбранный дешнфратором адреса ключ 20; во время его действия к шине 24 прнкладывастся напряжение — Г!. Импульсное воздействие напряжения вызывает импульсную деформацию пьезоксрамических секций возбуждения одновременно генераторных секций.

Иа основе явления пьезоэффекта на выходных электродах появляются сигналы, полярность которых определяется направлением деформации, которая, в свою очередь, определяется направлением поляризации секций возбуждения, т. с. заииса!)ной информацией. Сигналы с выходных электродов суммируются с сигналами íà ooIHIfx шинах, Возникающих из-за изменения тока в ключах ЗЛ при считывании информация, H Ho разрядным шинам через конденса" îðû ?8 поступают иа входы одного плеча дифференциальных усtfë Teëåé,37.

На входы второго плеча через конденсаторы

Зб поступают сигналы с общих шин 82.

В усилителях из сигнала разрядной шины вычитается сигнал общей шины, и на их выходах появляются импульсные сигналы, полярность которых определяется только направлением поляризации секций возбуждения, т. е. записанной информацией. Величины амплитуд напряжений — U»t + U2 выбираются значительно меньше величины амплитуды напряжения переполяризаци11 U„Вследствие этого действие напряжений — Ui и + U не изменяет значения поляризации секций возбу?кдения, т. е. нс разрушает информацию при воспроизведении.

Функционирование адресного ключа поясняет диаграмма (см. фнг. 3). С выхода дешифратора адреса (шина 20). Па вход ключа поступают положительные импульсы напряжения большой длительности при записи и

CTIIp3H ill! и >! алой длиТе,ibHOCTH I)pi! C×IITÛÂ3u:!и (см. фиг. 3>а). В исходном режиме управляющие транзисторы 49 и 52 закрыты полож::)те, и>Н ы hilt HOTCH II! I a, 13 I H H 3 IH HH ЯХ 21 II 22 (см. ф::!г. 3, д, в) ПO отношению к потенциалу на шине 20, а коммутирующие транзисторы 46 и 54 — падением напряжений на лиОд3х 42 и

44, которос HpH. 10æeHO и э >! и тте pHÎ-03301>ь! >! переходам этих транзисторов.

tð При стирании на шину 22 поступает положитсл iioe напряжение (cxt. фиг. 3, t>) «33прет», амплитуда которого больше амплитуды напряжения дешифратора; сигнал дешифратоPi! О 1 КР> Ы ВЯСТ ЛИШЬ VI1P3 В, 1 и!ОЩИП TP 3H3)ICTOP

49. Протекaiiiie тока по сопротивлению 47комиеиа!рует запирающее напряжение диода 42

If открывает коммут!)ру!Ощий транзистор 46.

11апряжсние с выхода формирователя ст;!раиия (нп)на 10) поступает иа Выход адресного

2р кл)оча (шина 24).

При записи информации иа шину 21 поступает сигнал «Запрет» (см. фиг. 3, б) и сигнал дешифратора адреса открывает только управляющий транзистор 52. Вследствие это25 го коммутирующий TpaaaifcTop 54 открывается и напряжение с выхода формирователя записи (шина 11) через резистор 2? прикла!!>1B3eTC5I к IHIIÍe 24.

lIplf считыван!ш управляющий транзистор зо 5, а соответственно, it коммут!!рующий тран 9, зистор 54 открыты OTpllll3Teльиым напряжением на ш:!не 22 (см. фиг. 3. в) «Разрешение» lt к Illifae 24 через резистор 28 приложено напряжсHlie - - Г . Положительный импу Ibc на3,- пряжсния c÷итывания (фиг. 3,a) с выхода дсиlèôðатора открывает упр3вляloщ)té трàíз)lстор 49, à соотвстстьсиио, и коммутирующий траиз!)стор 4б; во время его действия к шине

24 прlfic)àäûâàeòcs) напряжение — Ь 1. чв

Г1 1? е д м е т !i ç î á ð е ò е н и я

Пьсзотрансформаториое запоминающее устройство, содер?кащее числовые и разряд.1,; ные шины, в пересечениях которых установлены ш:!рокополосныс пьсзотрансформаторы, в которых входные электроды объединены и под клfo eHbi K Illc. >ОВым ш)l í я м, Выходи blс электроды объединены Il подключены к раз.-,() рядиым шинам, а также ко входу разрядных усил!Пслсй считывания, а экраниру!Ощис электроды ооъединсиы и подключены к общим шинам, от.гпча!О!цеес.! тем, что, с целью поилеиени5! падежaocTti ii i He I II«e,IIII) Ооъем а па" мят), экранирующис электроды объединены по разрядам в оощие ш!гны и подключены ко входу дифференциальных усил)телей считы> - ния.

331421

Составитель Е. Иванеева

Текред А. Кагиышннкова

Корректор Т, Бабакина

Редактор А. Батыгин

Загорская типография

Заказ 1551 Изд. № 318 Тираж 448 Подписное

Г1!!1!ИГ!1! Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5