Устройство для измерения динамических характеристик материалов с цилиндрическими магнитными доменами

 

Союз Советскик

Социапистическик

Ресаубли

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii 894627 (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07 ° 05.80 (2!) 2922468/!8-21 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 30.12.81. Бюллетень !! 48

Дата опубликования описания 30.!2.81 (5l)M. К,п.

G О! и 33/12

9вударстюм«Ы! «еиктвт

CCCP ве девам юебувтенк!! и втк!!мтв!! (63) УДК 62! ° 3! 7..44 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.С.Коломыцев, А.М.Афонин, В.А.Яковлев и В.Е.Исакович (2!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ

МАГНИТНЬ1МИ ДОМЕНАМИ

Изобретение относится к проектированию и изготовлению запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД),а более конкретно к аппаратуре контроля динамических

5 характеристик материалов с ЦИД.

Известно устройство для определе" ния динамических характеристик материалов с ЦИД, основанное на фотоэлектрическом способе регистрации смещения доменных стенок под воздействием переменного гармонического магнитного поля с частотой 03, Устройство содержит источник света (ла- . зер малой мощности), питающее устройство для источника света, поляризатор, микроскоп, анализатор, катушку для создания переменного магнитного поля, усилитель тока в катушке,генератор переменного тока,фотоэлектронный умножнтель,предусилитель,измеритель амплитудно-частотной характеристики (11 .

Недостатком этого устройства является большая погрешность измерения. Погрешность измерения динамических характеристик на этой установке в первую очередь ограничивает" ся шумамн регистрирующего канала и источника излучения. При использовании широкополосного усилителя и отсутствии схем усреднения и вычитания помех на образцах с малым фарадеевским вращением и малым К отношение сигнал-шум находится в пределах от 2 до 5. Поэтому погрешность измерения подвижности доменных стенок и скорости их движения составляет

20-40Х.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее пере". страиваемый генератор высокой частоты, оптически связанные источник света, поляризатор, анализатор и фотоэлектронный умножитель,катушку,894627

45

SS для создания переменного магнитного поля, введены последовательно соегиненные первый кварцевый генератор, первый смеситель, первый фильтр нижних частот, второй смеситель,усилитель промежуточной частоты, пико вый детектор, компаратор и программный блок, последовательно соединенные второй кварцевый генератор, третий смеситель, второй фильтр нижних частот, стабилизатор амплитуды переменного тока, преобразователь .частота-код, арйфметический блок и блок ввода-вывода, а также аналоговый запоминающий блок, вход. которого соединен с выходом пикового детек тора, а выход - со вторым входом компаратора, второй выход программного блока соединен со вторым входом арифметического блока, выход фотоэлектронйого умножителя соединен со вторым входом второго смесителя, вход перестраиваемого генератора высокой частоты связан со вторым sxo" дом программного блока, выход — со вторыми входами первого и третьего смесителей, а выход стабилизатора амплитуды переменного тока " с катушкой для создания переменного магнитного поля.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит фотоэлектронный умножитель 1, анализатор 2, катушку 3 для создания переменного ( высокочастотного магнитного поля, образец 4, поляризатор 5, осветитель 6,блок 7 ввода-вывода, последовательно соединенные кварцевый генератор 8,.смеситель 9, фильтр

l0 нижних частот, стабилизатор 1 1 амплитуды переменного тока, преобразователь 12 частота-код и арифметический блок 13, программный блок

)4, последовательно соединенные кварцевый генератор 15, смеситель )6, фильтр 17 нижних частот, смеситель

18, усилитель 19 промежуточной частоты, пиковый детектор 20 и компаратор

21, аналоговый запоминающий блок 22, перестраиваемый генератор 23 высокой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от осветителя б,модулированный доменной структурой образца 4, находящейся под воздействием переменного магнитного поля катушки 3, пройдя через поляризаS

4 тор 5 и анализатор 2 поступает на фотоэлектронный умножитель 1, где преобразуется в электрический сигнал.

lIo команде с программного блока

)4 осуществляется линейное измене-. ние частоты генератора 23, напряжение которого поступает на входы смесителей 9 и 16. На второй вход смесителя 9 поступает частота с кварцевого генератора 8, а на второй вход смесителя 16 - частота с кварцевого генератора 15. Частоты кварцевых генераторов отличаются друг от друга на 100 кГц. При смешивании частот кварцевых генераторов 8 и

l5 с частотой генератора 23 на выходе фильтров 10 и 17 нижних частот выделяются разностные астоты fp„ H fp где

- Р(5Ч - Ь(г-1 Рр ГЬЧ кг-2 которые изменяются в диапазоне от

200 кГц до 15 МГц. Разностные частоты отличаются одна от другой на одну и ту же величину )00 кГц.

С выхода фильтра 10 никних частот сигнал поступает на широкополосный усилитель-стабилизатор 11 амплитуды переменного тока, который нагружен на микрокатушку, создающую магнитное поле одной напряженности в диапазоне частот 0,2-15 МГц. Магнитное пбле воздействует на доменные границы образца и приводит их в колебание, в результате чего осуществляется модуляция светового потока. Световой поток преобразуется фотоэлектрическим умножителем 1 в электрический сигнал, который поступает на вход смесителя

18, где смешивается с частотой, выделенной фильтром 17 нижних частот, в результате при помощи усилителя 19 промежуточной частоты выделяется промежуточная частота. Усилитель !9 позволяет получить необходимую избирательность и повысить отношение сигнал-шум. Сигнал промежуточной частоты детектируется пиковым детектором 20. Величина сигнала с пикового детектора пропорциональна амплитуде смещения доменных границ. Сигнал с пикового детектора 20 поступает на вход компаратора 21 и аналогового запоминающего блока 22. 3а время первого цикла изменения частоты пере-. менного магнитного поля осуществляется в блоке 22 запоминание максимального сигнала, пропорционального смещению доменных стенок и выделение. 894627

Источники информации, 6 принятые. во внимание при экспертизе

1 ° "J.Appl Phys",, 1971, ч. 42. на выходе блока 22 сигнала с уровнем.

0,7. За время второго цикла изменения частоты на компаратор 21 поступает сигнал с блока 22, соответствующий уровню 0,7 от максимального сигНала, и сигнал с пикового детектора

20.При достижении сигнала с пиково го детектора., (с изменением частоты воздействующего на образец магнитйого поля 1, уровня, равного сигналу с блока 22, на выходе компаратора появляется сигнал, который через программный блок 14 фиксирует часто-. ту генератора 23 и разрешает прохождение кода с преобразователя 12 . частота-код в арифметический блок

13. Предварительно в арифметический блок 13, через блок 7 ввода-вывода, вводятся значения периода полосовой структуры и напряженности поля насыщения образца Ннас Результат арифметической обработки выводится на индикаторе блока 7.

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить соотношение сигнал-шум иа входе пикового детектора до 40-50 дБ, что позволяет снизить погрешность измерения подвижности доменных стенок до lOX, Помимо этого, исключается снятие и построение амплитудно-частотной характеристики для выделения значения частоты релаксации, что позволяет повысить производительность операции .измерения динамических характеристик в 10-15 раз.

Формула изобретения

Устройство для измерения динамических характеристик материалов с цилиндрическими магнитньаы доменами, содержащее перестраиваемьп генератор высокоц частоты, оптически, связан". ные источник света, поляризатор, анализатор и фотоэлектронный умножитель, катушку для создания переменного магнитного поля, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше" ния точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными первым кварцевым генератором, пер tO вым,смесителем, первым фильтром нижних частот, вторым смесителем, усилителем промежуточной частоты, пиковым детектором,компаратором и программным блоком,. последовательно соединен- ными. вторым кварцевым генератором, третьим смесителем, вторым фильтром нижних частот, стабилизатором амплитуды переменного .тока, преобразователем частота-код, арифметическим блоком и блоком ввода-вывода, а также аналоговым запоминающим блоком, вход которого сое" дииен с выходом пикового детектора, а выход - со вторым входом компаратора, второй выход программного бло" ка соединен со вторым входом арифметического блока, выход фотоэлектронного умножителя соединен со вторым входом второго смесителя, вход перестраиваемого генератора высокой частоты связан со вторым входом программного блока, выход — со вторыми входами первого и третьего смесителей, а выход стабилизатора амплитуды переменного тока — с катушкой для создания переменного магнитного no" ля.

894627

Составитель Е.Данилина

Редактор Е.Папп Техред М.Тепер Корректор N.KocTa .тЗаказ 1482/74 Тирак 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4