Аналоговое запоминающее устройство

 

Союз Советскик

Социалистическими

Республик (61) Дополиительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01D 278 (21) 2575782/18-24 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80 Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 280580. Кл.

G 11 С 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УД (681 ° 327 ° 66 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е,В.Антонов и С.В.Петровых

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой технике и может использоваться при создании запоминающих устройств, служащих для э апоминания аналоговых сигналов, приходящих на вход устройства в случайные моменты времени и сохраняющих информацию при откЛючении питания.

Известны различные конструктивные решения устройств записи и воспроизведения аналогового сигнала, например запоминающие трубки с видимым иэображением (1), Однако зти приборы иэ-за конструктивной сложности обладают малой на- (5 дежностью, очень сложны в эксплуатации, требуют большое количество вспомогательного электронного оборудования., Наиболее близким из известных по 20 технической сущности является устройство записи и воспроизведения аналогового сигнала, содержащее носитель информации иэ магнитострикционного материала в виде трубки с продольным пазом, на конце которого расположен демпфер для предотвращения отражения ультразвукового импульса, распространяющегося в носителе информации.К синхрониэатору, определяющему на а- 30 ло работы устройства, вход которогЬ соединен с входной шиной, последовательно подключены формирователь импульсов и ультразвуковой преобразователь связанный с началом носителя информации. Вход усилителя считывания подключен к считывающей головке, а выход - к амплитудному детектору, выход которого в свою очередь соединен с выходной шиной устройства. (1Ына записи магнитосвязана с носителем информации и соединена с -входной шиной (2) .

В данном устройстве запись;аналогоаого сигнала происходит на носитель инфорМации, представляющий собой трубку иэ магнитострикционного матери- ала. Внутри трубки проходит шина записи, по которой при записи от источника аналогового сигнала протекает ток записи, пропорциональный амплитуде аналогового сигнала. Магнитное поле, порожденное этим током, самостоятельно не может изменить исходное магнитное состояние носителя информации.

С входной шины аналоговый сигнал подается на синхронизатор, который является спусковой схемой, срабатывающей при появлении аналогового сигна736175

Недостаток устройства — низкая точность записи аналогового сигнала, ограниченная затуханием ультразвукового импульса вдоль носителя информации, так как остаточная намагниченность вдоль носителя информации является существенно нелин ейной фун кцией амплитуды ультраэ вукового импуль са.

Цель изобретения — повышение точности записи и вопроизведения сигналов в устройстве. цель дости гаетс я тем, что в ан алоговое запоминающее устройство, содержащее магнитострикционный носитель информации с обмотками записи и считывания, выход которого соединен с акустическим демпфером, вход магнитострикционного накопителя информации подключен к выходу ультра звукового преобразователя, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, вход формирователя импульсов подключен к выходу синхронизатора, вход которого соединен со входом устройства и обмоткой

45 бО ла. Перепад напряжения с выхода синхронизатора поступает на вход формирователя импульсов, воздействующего на ультразвуковой преобразователь.

Возбужденный ультразвуковым преобразователем ультразвуковой импульс распространяется вдоль носителя ин- 5 форМации и поглощается на его конце демпфером.

Из-эа свойств материала, из которого выполнен носитель информации, при совместном воздействии на него 10 механического напряжения, образованного ультразвуковым импульсом, и магнитного поля тока записи по мере прохождения ультразвукового импульса вдоль носителя информации происходит ) 5 изменение его остаточной намагниченности, величина которой и несет информацию о записанном сигнале. Форма рельефа остаточной намагниченности вдоль длины носителя информации повторяет форму записанного аналогового сигнала эа время, в течение которого ультразвуковой импульс пробегает от начала до конца носителя информации, Считывание производится путем вращения закрепленного на оправке носителя информации с высокой скоростью непосредственно у считывающей, головки, которая может механически перемещаться вдоль. носителя информации. Напряжение, индуцируемое в го- 30 лавке магнитным потоком рассеяния продольного паза носителя информации усиливается усилителем считывания, детектируется амплитудным детектором и подается на выходную шину устройства. Это напряжение, как функция положени я счи тывающей головки по дчине носителя информации, соответствует записанному сигналу как функция его во времени, 40

4 записи, последовательно соединенн е усилитель считывания и амплитудный детектор, выход которого соединен с выходом устройства, шину нулевого потенциала, в него введен элемент выравнивания магнитной связи, который индуктивно связан с магнитострикционным носителем информации и обьюткой считывания, один вывод которой соединен со входом усилителя считывания, а второй с шиной нулевого потенциала.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит магнитострикционный носитель l l информации, акустический демпфер 2, синхронизатор

3, формирователь 4 импульсов, ультраэ вуковой преобразователь 5, шину б нулевого потенциала, усилитель 7 считывания, амплитудный детектор 8, шину 9 записи, шину 10 ультразвукового считывания, элемент 11 выравнивания магнитной связи, Шина ультразвукового считывания выполнена в виде меандра.

Устройство работает следующим об разом.

Запис ь аналогового сигнала происходит на носитель 1 информации, представляющий собой ленту из магнитострикционн ого материала. Носитель

1 информации охвачен шиной 9 эаписи, по которой при э аписи протекает ток, пропорциональный величине э аписываемого сигнала, Магнитное поле, порождаемое этим током, самостоятельно не может изменить магнитное состсФние носителя информации. Вход устройства соединен сп входом синхронизатоРа 3, который является спусковой схемой, срабатывающей при появлении аналогового сигнала на входе устройства. Перепад напряжения с выхода синхронизатора 3 поступает на вход формирователя 4 импульсов, который воздействует на ультразвуковой преобразователь 5. Воз бужденный ультраэ вуковым преобразователем 5 ультразвуковой импульс распростран яет с я вдоль носителя 1 информации и поглощается на его конце демпфером 2.

В силу свойств материала, иэ которого выполнен носитель 1 информации, при совместном воздействии на него механического напряжения, образованного ультразвуковым импульсом, и магнитного поля записи по мере прохождения ультразвукового импульса вдоль носителя информации в нем происходит изменение остаточной намагниченности, которая несет информацию о записанном сигнале. Форма рельефа остаточной намагниченности вдоль носителя информации цовторяет форму записанного аналогового сигнала

Длительность запоминаемого сигнала равна времени РаспРостранения ультразвукового импульса от начала до конца

736175 носителя информации. Точность заииси аналогового сигнала зависит от постоянства свойств носителя информации по его длине и от степени постоянства амплитуды ультразвукового импульса при его распространении по носителю 1 информации. В предлагаемом устройстве амплитуда ультразвукового импульса поддерживается постоянной по всей длине носителя информации за счет специальной форьы носителя информации. Как известно, при распространении ультразвукового импульса в однородной среде прощ:ходит его затухание по закону х с =a.e

Х О

1 где (У вЂ” амплитуда ультразвукового импульса на расстоянии х от источника;

G — начальная амплитуда ультразвукового импульса; (5 — коэффициент затухания ультразвукового импульса.

Если предположить, что затухание отсутствует, амплитуда ультразвукового импульса завиоит от площади поперечного сечения носителя информации следующим образом:

О =(- Гз х о 5 > где S — площадь поперечного сечения

О носителя информации непосредственно у ультраэвукового прео бр аз ов ател я;

S — площадь поперечного сечения

Х носителя информации на расстоянии х от ультразвукового преобразователя.

Для поддержания амплитуды ультразвукового импульса постоянной по всей длине носителя 1 информации необходимо выполнить. равенство

Х д

Выводим закон изменения площади поперечного сечения носителя информации

5 -=-Ь Е о

Считывание информации в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом. Вновь возбуждается ультразвуковой преобразователь 5, генерирующий ультразвуковой импульс в носителе 1 информации. При прохождении этого импульса по носителю

1 информации за счет магнитоупругого эффекта в шине 10 считывания наводится знакопеременное напряжение, огибающая которого определяется формой записанного аналогового сигнала, а частота- шагом меандровой шины 10 считывания. Это напряжение усиливается в усилителе 7 считывания, детектируется в амплитудном детекторе

8 и подается на выход устройства.

Амплитуда знакопеременного напряжения, снимаемого с шины 10 считывания пропорциональна величине oci точной намагниченности участка нос; теля 1 информации, находящегося под воздействием ультразвукового ймпульса, и коэффициенту магнитной связи между носителем 1 информации и меандровой шиной 10 считывания.

Остаточная намагниченность носителя

1 информации определяется записанным аналоговым сигналов, амплитуда ультразвукового импульса за счет экспоненциальной формы, носителя информации постоянна по длине, а коэффициент магнитной связи К между носителем 1 информации и меандровой шиной 10 считывания пропорционален ширине щели в элементе 11 выравнивания и толщине носителя 1 информации

К=cl(X)41(x),ири. Ь(МЪа(М, где d(x) — ширина Шели в элементе

11 выравнивания магнитной связи на расстоянии

25 х от ультразвукового преобразователя 5;

b(x) п (х) — соответственно ширина и толщина носителя 1 информации на расстоя30 нии х от ультразвукового преобразователя 5.

Для обеспечения постоянной амплиту ды характеристики по длине носителя

1 информации при постоянной амплиту35 де ультразвукового импульса необходимо, чтобы K=const. Это обеспечивается изменением ширины щели в элементе

11 по закону дХ = l,(x

При использовании в качестве носителя 1 информации ленты из тонкого проката для достижения постоянства амплитуды ультразвукового импульса по его длине удобно изменять только ширину носителя 1 информа (ии (при неизменной толщине) по закону

45 Zx

Ьж=ь -е где Ь вЂ” ширина носителя информации непосредственно около

50 ультразвукового преобразователя 5.

В э том случае для обеспечения постоянства коэффициента связи между носителем 1 информации и шиной 10

55 считывания в элементе 11 необходима щель шириной

d(xb = =d =canst где h — толщина носителя информа60 ции.

Для обеспечения максимального коэффициента связи необходимо, чтобы с1 — lnin Ь(х), или чтобы ширина щели в элементе 11 была равна минималь 5 ной ширине носителя 1 информации.

736 1 75

Формула изобретения л ч

Составитель !4. Воронин

Редактор М.Ликович Техред Н.Ковалева Корректор 1 . Назарова акаэ 2278/8 Тираж 662 Подписное

JIHHHHH Государственного комитетa CCCP пО делам изобретений и Открытий

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

Филиал ППП Патент, г,,ужгород, ул.Проектная, 4

Использование новых элементов шины считывания Р элемента Быравниь,,ния магнитной связи, а также использова-ние носителя информации определенно" . формы выгодно отличает предлагае;"-,ое устройство записи и воспроизведения аяалОГОвОГО сиГнала. От из вестнoго!

В предлагаемом устройстве повышается =:î÷íîñòü з апи си и .воспройз ведения аналОГОВОГО сиГнала э а счет Обесп чения постоянства амплитуды ультразвукового импульса по длине носителя информации, имеющего специальную форму и постоянного коэффициента связи между носителем информации и меандровой шиной считывания,обеспечиваемогo специальным магнит. -.ым экраном со щелью. Кроме ".î.ã-.î,,увеличи— вается длительность записываемого ана логового сигнала э а счет увеличения длины носителя информации беэ сниже=-ния точности воспрои з ведения, Устрой =. ство воспроизводит з. Писанный сигнал в реальном масштабе времени, †.а.к как считывание и запись производится с пОМОщью улbTp23 B5 КОвОГo импульса, устрой ство гоэ вол яет работ ат ь и с цифровой информацией.

Аналоговое з апо знающее устрой ство,, содержащцее магнитострикционный нос .".тэпь информации с обмотками запис: .-: c÷èòûâàíèÿ, выход которого сое.,::нен с акустическим демпфером, вхо,:.;::яагнитострикционного накопителя информапии подключен к выходу ультра. э вукового преобразовател я, вход Ко торос о соецинен с выходом формировател::: импульсов, вход формирователя имп; яьсов подключен к выходу синхрониз а:: ора, вход которого соединен со входом устройства и обмоткой записи, посл =:дов ател ьно соединенные у силиталь считывани я и амплитудный детекто1э,. выход которого соединен с выходом устройства, шину нулевого потенциала,отличающееся тем,. что,. с целью повышения точности записи и воспроизведения сигнала в устройстве, в устройство введен элемент выравнивания магнитной связи, котор.-ьй индуктивно связан с магнито20 стрикционным носителем информации и обмоткой считывания, один вывод которой соединен со входов усили— теля считывания, а второй — с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Па.-ент США Р 3357001, ц кл.G 11 C 27/00, 5, 12,67, 2. Патент CItlA 9 3489869, кл,G 11 С 27/00, 13,01,70 (прототип)