Ферроакустический способ записи информации

 

с о оз с з "зна.

Р у—

/ -т-. l б - е лч

ЛИ078К

- --н-й (72) А вторн изобретения

С. В.. Петровых и В. Б. Есиков

Ленинградский институт авиационного приборостроения (7I) Заявитель (54) ФЕРРОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к ферроакусгическим способам записи информации в магнитные запоминаюшие устройства.

Известен ферроакустическнй способ записи информации в магнитные запоминаюшие устройства, заключаюшийся в том, что в носитель информации подают кодовую последовательность ультразвуковых импульсов, пссле заполнения носителя кодовой последовательностью ультразвуковых импульсов воздействуют на носитель импульсов магнитного поля. Прн этом одновременно на всех участках носителя, где находятся ультразвуковые импульсы, эа время действия магнитного поля происходит необходимое изменение остаточной намагниченности, т. е. записываются 1 fg

Наиболее близким техническим решенн- рв ем к данному изобретению является ферроакустнческнй способ записи информации, заключаюшийся в одновременном воздействии на носитель постоянного магннтного поля и кодовой. последовательности ультразвуковых импульсов f2) .

Недостатком такого способа является сравнительно небольшой объем информации, который можно записать эгнм способом на одном носителе. Это происходит засчет смешения ультразвуковых импульсов по носителю за время действия импульса магнитного поля и затухания их прн распрс странении вдоль носителя.

Целью изобретения является увеличение плогностн записи информации.

Это достигается за счет того, что в момент действия кодовой последовагельности ультразвуковых импульсов в носителе возбуждают одиночный ультразвуковой импульс в противоположном направлении с полярностью, соответствуюшей п<ълярности импульсов кодовой последовательностии.

На фнг. 1 представлена зависимость глубины модуляция магнитной индукции носителя (М ) после записи or амплитуды ультразвукового импульса (б „) прн раз83 4 о во времени возбуждают ультразвуковые мпульсы 1 (фиг. 2) в заданной кодовой последовательности и с начальной амплитудой В (H ).

Через промежуток времени, равный первый символ кодовой последоваV тельности достигаетграницы последнего участка носителя информации, где может быть, произведена его запись. В этот момент (t =0) в носителе во встречном нап равлении возбуждают одиночный ультра звуковой импульс полувыборки 2 (фиг. 2) с начальной амплитудой 8 Н ) .

Одновременно, или несколько раньше, включают магнитное поле записи с напряженностью H и поддерживают его постоянным в течение всего времени распространения ультразвукового импульса 2 по носителю информации.

Через промежуток времени, равный

1происходит встреча первого символа кодовой последовательности и ультразвукового импульса 2. На участке встречи происходит запись символа. Так, если первый символ представлен наличием уды развукового импульса, то на участке вст речи происходит сложение двух ультразвуковых импульсов Амплитуда результирующего импульса б (р + О > б„. СовместЩ ное действие импульса механического нап1 ряжения амплитудой 6 и магнитного поля величиной Н2 приводит к необратимому изменению индукции на рассматривае мом участке носителя информации (фнг. 2, эпюра б). Если первый символ кодовой последовательности представлен отсутсто вием ультразвукового импульса, то G

= .">„(6 и тогда необратимого изменения индукции на этом участке не происходит.

Й

Ь

»r ma

7 где остаточная индукции носителя на участке записи " 1"-В остаточная индукция носителя на участке записи О -В,максимально возможная величина остаточной индукции носителя, определяемая по пре- щ дельной петле гистерезиса - В наиболь

Рлпцк шая величина магнитного поля записи не вызывающая необратимых изменений намагниченности При +0=0-Но

На фиг 2 показано распределение ме» ханических напряжений в различные моменты времени и рельеф остаточной индукции вдоль носителя после записи, где: ультразвуковые импульсы кодовой последовательности 1 с амплитудой 3, ультразвуковой импульс полувыборкй с амплитудой

6„ 2, длина ультразвуковых волн кодовой последовательности и полувыборки Д. длина носителя информации 1, . Стрелками

25 указано направление распределения ультразвуковых импульсов.

На фиг. 3 показаны зависимости изменения амплитуды ультраэвуковых импульсов при распределении вдоль носителя ин30 формации вследствие затухания: изменение амплитуды ультразвуковых импульсов кодовой последовательности 3, изменение амплитуды ультразвуковых импульсов полувыборки 4, изменекие амплитуды импуль.

35 сов механического напряжения, возникаю щего в носителе информации при встрече ультразвуковых импульсов кодовой последовательности и полувыборки 5 (получается при суммировании кривых 3 и 4), мак40 симальная амплитуда импульсов механического напряжения, при которой отсутствуют необратимые изменения намагниченности (при выбранной величине напряженности магнитного поля записи) О

При рассмотрении кривых на фиг. 1 видно, что для Н (Но всегда найдется такая амплитуда ультразвукового импульса 8О, при которой (и меньше которой) запись отсутствует (М = 0).

Йля реализации предлагаемого способа записи выбирается Н (Н (например

Н5 = Нр ), а амплитуда ультразвуковых HM пульсов 1 и 2 выбирается равным Г (Н ).

Запись информации производится следую. шим образом. Носитель информации предварительно устанавливают в исходное одно» родное по длине магнитное состояние (например - Bt). Затем в нем последовательличных напряженностях магнитного поля записи (Н ) Аналогично производится запись других символов кодовой последовательности на остальных участках записи. Так как ультразвуковые импульсы 1 и 2 распространяются с одинаковой скоростью навст» речу один другому, а расстояние между соседними символами кодовой последовательности равно Д., то встречи импульсов происходят через интервалы времени, кратные ht= . После записи всех симЛ волов кодовой последовательности на длине магнитное поле выключают. йля считывания информации возбужда ют одиночный ультразвуковой импульс, Ко» торый, распространяясь по носителю, производит обратимое изменение намагниченности на участках записи и на связанных с этими участками шинах считывания на686083 водятся импульсы ЗЙС, соответствуюшие записанной инфopMBIlHH, Ультразвуковые импульсы, респространяясь по носителю информации, испытывают затухание. Амплитуды ультразвуковых импульсов кодовой последовательности и полувыборки в сечении носителя с координатой Х могут быть записаны в следуюшем виде:

10 где ф - коэ р рициент затухания. Тогда для ультразвукового импуль-15 са, полученного в результате сложения на определенном участке носителя д„„(х) иД (х) можно записать: 6+ (х) =

ПЬ

)4эменение 6 (x) образованное сложением кп -9 (х) и (х), значительно меньше, чем изменение амплитуды ультразвукового импчльса, используемого для записи в прототипе. Следовательно и глубина модуляции магнитной индукции по длине носителя информации будет изменяться значительно меньше в предлагаемом спо- З0 собе. По этой причине длине носителя может быть увеличена примерно в два раза по сравне.нию с прототипом при одинаковых отношениях сигнал/помеха.

Вследствие того, что ультразвуковые им35 пульсы кодовой последовательности и полувыборки распространяются навстречу один другому, происходит также пространственное уплотнение записанной информа40 ции по сравнению с прототипом в два раза.

Таким образом, количество информации, которое может быть записано на одном носителе предлагаемым способом, с учетом

45 увеличения длины носителя и линейной плотности информации, возрастает примерно в четыре раза. При этом устраняются те причины, которые ограничивают линейную плотность информации в прототипе, 50 е именно: импульсный характер магнитного поля зелиси (на минимальную длительность которого наложены ограничения) и смешение ультразвуковых импульсов эа время действия поля записи. B предлегее55 мом способе запись информации произвс дится с помошью квазипостоянного маг» нитного поля и импульсов механического напряжения, которые в процессе записи не смешаются вдоль носителя информации, так как представляют собой стоячую волну, образованную двумя встречно распространяюшимися ультразвуковыми импульсами.

Предлагаемый ферроакустический способ записи информации наиболее эффективен, если магнитострикционный материал носителя информации выполнен с одноосной анизотропией с направлением оси легкого намагничивания вдоль направления распространения ультразвукового импульса. В этом случае пороговые свойства материала носителя относительно механического напряжения выражены более ярко, кривые изображенные на фиг. 1, имеют сушественно большую крутизну, что способствует уменьшению неравномер ности коэффициента модуляции М по длиЬ не носителя.

Одноосная мегнитнач аниэотропия в металлических полнкрнсталлических материалах может быть получена различными способами, например термомеханической или термомагнитной обработкой, а также цластической деформацией при холодной прокатке. В м "гнитострикционных материалах одноосная аниэотропия значительной величины может быть получена наиболее просто путем наложения одноосного упругого непряжения. При этом величиной анизотропии можно легко управлять, меняя величину прикладываемого напряжения.

Количество информации, записываемой на одном носителе, может быть еше несколько увеличено, если в качествЕ импульсов кодовой последовательности и полувыборки испольэова ь однополярные ультра звуковые импульсы. Положительный эффект, возникаюший при этом, объясняется тем, что коэффициент затухания однополярных ультразвуковых импульсов меньше, чем симметричных двуполяр-ных, так как при воздействии на магнитный материал импульсами механического напряжения одного знака сушественно уменьшаются потери на магнитоупругий гнстерезис, являюшийся основной причиной затухания ультразвука в мегнитострикционных ма териелах. Это позволяет увеличить длину носителя информации н следовательно увеличить обьем информации записываемой в нем. Ультразвуковые импульсы, у которых амплитуда одной из полуволн значительно больше амплитуды другой полуволны, могут быть сформированы, например, при помоши широкополосного магнитострикционного преобразователя, возбуждаемого

686083

8 ности записи информации,. в носителе, в момент действия кодовой последовательности ультразвуковых импульсов в носителе возбуждают одиночный ультразвуковой

5 импульс в противоположном направлении с полярностью, соответствующей полярнос ти импульсов кодовой последовательнос,è. существенно различнызаднего и aepewего импульсами тока с ми длительностями фронтов.

Ферроакустический способ записи информации в магнитострикционный носитель, заключающийся в одновременном воздейс1 1О вии на носитель постоянного магнитного поля и кодовой цоследовательности ультразвуковых импульсов, î т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью увеличения плот15

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание прн - экспертизе

1. Патент ФРГ И. 1219976, кл. Н, 03 К, от 30.06.66.

2. Патент ФРГ J4 1145228, кл. Н 03 К 21 a, 36/16, от 30.05.68.

686083

Я ги дЛ

t- ——

-r и

С=20 В б

L фЛ» и

9ис..У

Ь а

Ь

Составитель В. Ракар

Редактор H. Каменская Техред Н. Бабуриа Корректор О. Инлак

Заказ 5469/5 1 Тираж 681 Подписное

HHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и оглрытий

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

Филиал ППП «Патент«, r. Ужгород, ул. Проектная, 4