Запоминающий элемент

,М 7 ий госудетия ССС ,А.Назар8.8)идетельс6 11 С 11 в о СССР 6, 1986. ЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ относится к вычис тности к технике з ительиси и Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение ной технике, в час 2воспроизведения высокочастотных сигналов, Цель изобретения - повышение чувствительности. и снижение потребляемой мощности запоминающего элемента, действующего на основе явления магнитоакустического зха, путем измененияформы магнитного носителя. Запоминающий элемент содержит магнитный порошок 1, помещенный в полый тороид из стекла 2, на который намотана катушка индуктивности ;3, Новым в элементе является выполнение магнитного носителя в виде ферромагнитного порошка; помещенного в немагнитный полый тороид. 2 ил.1714681 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к технике записи и воспроизведения высокочастотных сигналов, и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1332379;Известен запоминающий элемент (ЗЭ), выполненный на магнитном носителе в виде ферромагнитного порошка, помещенного в немагнитную цилиндрическую ампулу, и катушки индуктивности, в полости которой расположена ампула ЩНедостатками известного ЗЭ является его низкая эффективность; обусловленная неоднородностью магнитного поля. в катушке индуктивности и наличием переменного размагничивающего поля образца, что приводит к уменьшению амплитуды считываемого сигнала (чувствительности) и увеличению энергопотребления.Действительно, в катушке индуктивности известного ЗЭ, которая представляет собой соленоид конечной длины ., магнитное поле Н распределено. неравномерно по длине катушки и на краях катушки поле по величине в 2 раза меньше, чем в ее середине. Вследствие того, что амплитуда.Аз сигйала магнитоакустического .эха (считываемого сигнала) пропорциональна , амплитуде Ье переменного магнитного поля, которое создается катушкойАз (М.:где а - число, лежащее в интервале от 1 до 3, и количеству частиц магнитного порошка, средний размер б которых удовлетворяет условию б и 1//21,где 1 - частота переменного магнитного поля;Ч - скорость звука в магнитном материале на частоте т,основной вклад вамплитуду эха будут.вносить те частицы со средним размером б,которые расположены вблизи центра катушки, Таким образом, эффективно используется лишь 50-60 ф рабочего объема 33, чтосказывается на уменьшении амплитуды считываемого сигнала Аз.К снижению эффективности ЗЭ ведет ито обстоятельство, что не вся энергия переменного магнитного поля, создаваемого катушкой индуктивности, расходуется наизменение внутреннего поля образца.Часть этой энергии затрачивается на преодоление переменного размагничивающего поля образца. Внутреннее переменноемагнитное поле Г в малом ферритовом образце определяется как.= Н,4где Йе - внешнее переменное магнитноеполе;д - переменная составляющая намагниченности образца;5 //й// - ,тензор размагничивания,Грубая оценка компоненты тензора раз-,.магничивания в направлении, параллельномоси вращения известного ЗЭ, который представляет собой цилиндр диаметром 0,6 см и10 длиной 1,8 см, показывает, что эта компонента отлична от нуля и составляет величину. порядка (0,1-0,2). Внутреннее переменноеполе в направлении, параллельном оси вращения ЗЭ (оси Х), будет определяться как15 .Н: Нех1+4 лйякгдек - магнитная восприимчивость материала порошка для переменного поля,При больших внешних постоянных по 20 лях Но 10 кЭ магнитная восприимчивостьсоставляет величину порядка 0,3-0,4, а дляполя Но - 100-2000 Э, в которое помещенизвестный ЗЭ, магнитная восприимчивостьдля переменного поля у ферромагнетиков25 может достигать величины порядка 1-10 иболее. Тогда для известного ЗЭ изменение.внутрейнего поля ЬНь в 2-10 раз меньшеизменения внешнего поля ЬНех.Целью изобретения является увеличе 30 ние чувствительности и снижение энергопотребления ЗЭ за счет созданияоднородного магнитного поля в катушке индуктивности и уменьшения переменногоразмагничивающего поля образца,З 5 Поставленная цель достигается тем, чтоЗЭ, содержащий магнитный носитель в видеферромагнитного порошка, помещенного в .немагнитную цилиндрическую ампулу, выполнен в виде ферромагнитного порошка,40 помещенного в немагнитный полый тороид.Сущность изобретения заключается втом, что, во-первых, в предлагаемом ЗЭ магнитное поле, создаваемое катушкой, однородно во всех точках полости тороида. Это45 приводит к эффективному использованиювсего рабочего объема образца и, следовательно, к увеличению сигнала эха при всехпрочих равных условиях(объема магнитного.порошка, температуры окружающей среды50 и т.д.). Во-вторых, в предлагаемом ЗЭ компонента тензора размагничивания для внешнего переменного магнитного поля Не.стремится к нулю. При этом внутреннее пе-.ременное магнитное поле Н становится.55 приблизительно равным внешнемуН Нечто способствует снижению энергозатрат:на изменение внутреннего переменного по- .ля.На фиг.1 показана схема распределения магнитного поля по длине катушки; на: фиг.2 - предлагаемый ЗЭ.Магнитный порошок 1 помещен в полыйтороид из стекла 2, на который намотана катушка 3 индуктивности. 5 П р и м е. р 1. Монокристалл марганец- цинковый шпинели (МЦШ) размалыват в порошок и просеивают через калиброванные сита. Порошок с размерами части 75-120 мк 10 насыпают в тороид из стекла с, размерами Й= " 0,64 см (внешний радиус) и г = 0,4 см (внутренний радиус), Рабочйй объем подсоединяют к вакуумному посту и нагревают до 400 С. После прогрева тороид с порошком 15 отсекают от поста и. в запаянном состоянии охлаждают, Затем наматывают катушку индуктивности на тороид. Тороид помещают в постоянное внешнее магнитное поле Но = =1000 Э. Запись и считывание информации .20 производят последовательностями радио- импульсов различной длительности, частотой заполнения и амплитуды, Температуру ЗЭ изменяют от -196 до +180 С. Запись: и считывание сигналов на частотах 13;.;20 25/ МГц начинают при граничном напряжении 24 В при оптимальном поле Н, Это в два раза ниже граничного напряжения для прототипа. Рабочий объем тороида Ч = ОЛ см, что в три раза меньше рабочего обьема про тотипа, но, при этом амплитуда считываемо.го сигнала не изменяется. Мощность,потребляемая ЗЭ, в этом случае уменьшает-ся в 4 раза по сравнению с прототипом.П р и м е р 2. Основные операции изготовления ЗЭ те же, что и в примере 1, В этом случае тороид имеет внешний радиус В = 0,5 см, внутренний 3 оадиус г: 0,25 см, рабочий объем Ч = 0,1 см . Граничная амплитуда переменного напряжения составляет 19 В, при которой осуществляют запись и считы-,. вание сигналов Мощность, потребляемая таким ЗЭ, а 8 раз меньше, чем у прототипа.П.р и и е р 3. Магнитный порошок приготавливают из монокристаллов железо-иттриеаого граната (ЖИГ). Тороид имеет те же размеры, что и в примере 2. Амплитуды сигналов эха в 2,5 раза больше, чем в МШЦ. Для такого ЗЭ плотность записи выше, поскольку минимальная разность между частотами Ж в два раза меньше, чем у прототипа и составляет 20 кГц.Тороидальная форма магнитного носителя по сравнению с прототипом позволяет увеличить чувствительность (отношение амплитуды сигнала эха к амплитуде считывающего сигнала) в 5 раз, уменьшить потребляемую мощность в 8 раз.Формула изобретения Запоминающий элемент по авт, св. М 1332379, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его чувствительности и снижения энергопотребления, немагнитная ампула выполнена в виде полого тороида.