Матричный коммутатор — SU 1084986 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН Ц 9) (1 пн 03 К 17/ ТЕН овский ьство ССС 973. тво СССР 1976ОсудА стненный комитет сссрО делАм изОБРетений и Отнрьтий ИСАНИЕ ИЗОБ АВТОВСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт авиацион ного приборостроения(54) (57) МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий п строк звукопроводов, пер выми выводами акустически соединенных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, ш столбцов обмоток считывания, первые выводы которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители. магнитосвязанные со звукопроводами, и обмотку записи,адин вывод которой подключен к управляющей шине, а другой соединен собщей шиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем., что, с целью повышенияпомехоустойчивости, в него введеныи компенсирующих магнитных носителей, причем коммутационные магнитные носители выполнены в виде дискретных элементов, магнитосвязанныхс компенсирующими магнитными носителями и звукопроводами в местахих пересечения с обмоткой записи,одни выводы компенсирующих магнитных носителей соединены с входнымишинами, другие выводы соединены ссоответствующими вторыми выводамизвукопроводов, первые выводы которыхсоединены с обшей шиной, а каждаяиз обмоток считывания магнитосвязана с соответствующими коммутационными магнитными носителями,1 1084Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано и устройствах передачи цифровых сигналов.5Известен матричный коммутатор, содержащий несколько звукопроводов, соединенных с генератором механических колебаний, число которых равно числу входов матричного коммутатора, записывающие, входные и выходные обмотки и генератор кодов Г 11Однако у известного устройства мало отношеиие сигнал/помеха.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является матричный коммутатор, содержащий п строк звукопроводов, первыми выводами акустически соепиненных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, щ столбцов обмоток считывания, первые выводы которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители, магнитосвяэанные со звукопроводами, и обмотку записи, один вывод которой подключен к управляющей шине, а другой соединен с общей шиной 2 .Однако у известного устройства30 помехоустойчивость недостаточно высока.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем,. что в матричный коммутатор, содержащий и строк звукопроводов, первыми выводами акустически соединенных с выходными шинами генератора ультразвуковых колебаний, щ столбцов обмоток считывания, первые выво 40 ды которых подключены к соответствующим выходным шинам, коммутационные магнитные носители, магнитосвязанные со эвукопроводами, и обмотку записи, один вывод которой подключен к управ 45 ляющей шине, а другой соединен с общей шиной, введены и компенсирующих магнитных носителей, причем коммутационные магнитные носители выполнены в виде дискретных элементов, магнитосвязанных с компенсирующими магнитными носителями и звуконрово" дами в местах их пересечения с обмоткой записи, одни выводы компенсирующих магнитных носителей соединены с входными шинами, другие выводы соединены с соответствующими вторыми выводами эвукопроводов, первые выводы которых 986 1соединены с общей шиной, а каждая из обмоток считывания магнитосвяэана с соответствующими коммутационными магнитными носителями.На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схемы коммутационного элемента и векторные диаграммы намагниченностей коммутационных магнитных носителей.Матричный коммутатор содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, и строк эвукопроводов 2, и компенсирующих магнитных носителей 3, и генераторов 4 импульсов тока коммутации, обмотку 5 записи, 2 щп коммутационных магнитных носителей 6, щ столбцов обмоток 7 считывания. Каждый из и выходов генератора 1 электро- механических колебаний соединен с соответствующим эвукопроводом 2, один конец каждого компенсирующего магнитного носителя 3 соединен с выходом соответствующего генератора 4 импульсов тока коммутации, а второй конец каждого компенсирующего магнитного носителя 3 соединен с первым концом соответствующего эвукопровода 2, Вторые концы всех звукопроводов 2 заземлены. Обмотка 5 записи в местах пересечения со эвукопроводами 2 и компенсирующими магнитными носителями 3 магнитосвяэана с ними и ортогональна им. Коммутационные магнитные носители 6 выполнены в виде дискретных элементов иэ магнитомягкого материала, располагаются в местах пересечения обмотки 5 записи со звукопроводами 2 и компенсирующими магнитными носителями 3 и магнитосвязаны с ними. Обмотки 7 считывания выполнены в виде шин, параллельных обмотке 5 записи и магнитосвяэанных с коммутационными магнитными носителями 6, расположенными над одним отрезком меандра обмотки 5 записи. Входы генераторов 4 импульсов тока коммутации образуют входы 8 матричного коммутатора, а обмотки 7 считывания - выходы 9 матричного коммутатора.Матричный коммутатор работает в двух режимах (режим записи маршрута коммутации и режим коммутации).Перед началом работы все звукопроводы и компенсирующие магнитные носители 3 намагничиваются в исходное состояние подачей импульса тока стирания 11 в обмотку 5 записи, при 1084986чем полярность импульса стирания противоположна полярности импульсов тока записи, При,этом участки звуко- проводов и компенсирующих магнитных носителей, расположенные под обмоткой записи, намагничиваются до насыщения.В режиме записи производится запись кодов в звукопроводы. Генератор 1 электромеханического колеба ния возбуждает импульс механического напряжения поочередно во всех звукопроводах 2. При прохождении импульса механического напряжения в звукопроводах 2 под отрезками меандра обмотки 5 записи, в нее подаются импульсы тока записи 1 и такие,что в участках эвукопроводов 2, где должны быть записаны "единицы", при совпадении импульса механического напряжения и импульса магнитного поля происходит необратимое изменение намагниченности. В компенсирующих магнитных носителях 3 состояние на- Фмагниченности не изменяется, так 25 как амплитуда импульса тока записи 1 у выбрана таким образом, что создаваемое этим импульсом магнитное поле не способно изменить состояниекомпенсирующего магнитного носителя,а импульс механического напряженияв компенсируюЩий магнитный носитель;не подается. Коммутационные магнитные носители 6 выполнены из магнитного матернала, имеющего коэрцитивную силу Нс в 3-4 раэ а меньшую, чем з вукопров оды 2 и компенсирующие магнитные носители 3. Под действием поля смещения, создаваемого участками звукопроводов 2 и 4 О компенсирующих магнитных носителей, коммутационные магнитные носители 6 устанавливаются в состояние насыщЕения, причем их векторы намагниченности устанавливаются антипараллельно 45 векторам намагниченности соответствующих участков эвукопроводов 2 и компенсирующих магнитных носителей 3.На фиг. 2 е, Б изображено состояние коммутационных магнитных носите лей в одной. коммутационной ячейке при записинуля и единицы", соответственно.В режиме коммутации все генераторы 4 импульсов тока коммутации па раллельно лодают в компенсирующие магнитные носители 3 импульсы тока коммутации 1 к под воздействием входных сигналов коммутатора, подаваемых на его входы 8. Импульсы тока коммутации 1 к создают импульсное магнитное поле в направлении, перпендикулярном компенсирующим магнитным носителям 3 и звукопроводам 2. Под действием этого поля векторы магнитной индукции коммутационных магнитных носителей 6 поворачиваются на угол с и, следовательно, наводится ЭДС в обмотках 7 считывания. Поале окончания импульса коммутации под действием поля смешения звуко- проводов 2 и компенсирующих магнитных носителей 3 векторы намагниченности коммутационных магнитных носителей возвращаются в исходное состояние. В результате на обмотках 7 считывания и соответственно на выходах 9 матричного коммутатора появляются сигналы,На фиг, 2 Ь, ъ изображен процесс считывания сигнала при записанных нуле и единице соответственно. В случае записи единицы сигнал практически равен нулю, а в случае записи нуля - амплитуда сигнала определяется выражением Б , -(В, + В )соз 06.Амплитуда помехи в матричном коммутаторе определяется технологическим разбросом параметров коммутационншх магнитных носителей. Отношение сигнал/помеха не зависит от квадратности петли гистерезиса и может достигать нескольких десятков.Помехоустойчивость матричного коммутатора становится еще выше при изготовлении звукопроводов и компенсирующих магнитных носителей в виде единой матрицы, что позволяет добиться параллельности звукопроводов и компенсирующих магнитных носителей. Изготовление коммутационных магнитных носителей в едином технологическом процессе позволяет значительно уменьшить технологический разброс параметров магнитного материала и размеров коммутационных магнитных носителей.Дальнейшее повышение отношения сигнал/помеха может быть получено при увеличении считанного сигнала, которое может быть достигнуто конструктивными методами. При согласном соединении двух смежных шин считывания выходной сигнап коммутатора оп108498 б г11 +3 1.у 1 .1ВИПЙ Заказ 203553 Тираж 862 Подписное Фндшл ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектн ределяется поворотом векторов намагниченности четырех коммутационныхмагнитных носителей и характеризуется Формулой8, + 82+ В + Б) соя оС Гакое конструктивное решение иллюстрируется на Фиг. 2 д8, где показано фврмирование выходных сигналов вслучае записи "нуля" и единицы",соответственно. Отличием в работепри такой конструкции обмоток считывания является запись одинаковойинФормации на смежных ветвях меандровой обмотки 5 записи. Такая конструкция обмоток 7 считывания позволяет с высокой технологичностью выполнять конструкцию. Кроме того, появляется возможность выполнения обмоток 7 считывания в виде плоской прямоугольной спирали, все витки которой магнитосвязаны с коммутационными магнитными носителями, расположенными над двумя смежными ветвями меандровой обмотки 5 записи. При этом выходной сигнал возрастает в 1 Ораз, где 1 - число витков спирали.Таким образом, при применении такой конструкции появляется возможность еще более увеличить отношение сйгнал/помеха, повысить амплитуду вы ходного сигнала, упростить конструкцию усилителей считывания, что в конечном итоге значительно повышает надежность устройства.