Библиотен. л,

323864 О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Юо 1 иалистичсских РеслтсллкК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФЙЬ Зависимое от авт. свидетельства МЗаявлено 17,Х,1969 ( 1378024/18-24) 031 с 17/8 Ч. Кл с присоединением заявк Приорит Комитет по деламаобретеинй и откры УДЫ, 681.325,67;621,39565 (088.8)Опубликовано 10.Х.1971, Бюллетень Леза 197 Дата опубликования описания 9.11,1972 при Совете МииистСССР Авторыизобретен Л. Ю. Коренев и Б. С, Петровский Ленинградский институт авиационного приборостроенияявител ГН ИТНЪЙ КОММУТАТОР ЭЛ ЕКТРИЧ ЕС ИГНАЛ 2 Предложенный применение в ус техники для коы палов.Известен комму мутации электрич ся импульсная уль страняющаяся в л ала. коммутатор может наити ройствах вычислительной тации электрических сигдля ком- пользует, распроо материтатор, в котором ских сигналов и тразвуковая волн енте из магнитног Зтот коммутатор служит для последовательной коммутации импульсов, содержит сердечник, выполненный в виде тонкой полосы из сплава супермендюр, входной преобразователь, состоящий из нескольких сотен одновитковых изолированных катушек, и работает подобно магнитострикционой линии задержки. Однако в таком коммутаторе ультразвуковая волна является одновременно и коммутационным элементом и источником входного сигнала, что снижает возможность применения такого коммутатора;невозаОкно осуществить коммутацию сигналов любой формы, так как форма выходного сигнала определяется кривой намагничи вания магнитного сердечника и четкостью магнистрикционного эффекта, а также кон струкцией катушки возбуждения входного преобразователя; невозможно осуществить коммутацию электрических сигналоь с нескольких входов на Один Выход, так как В дяи 1 нов 1 ков 1 мутяторе входная катушка преобразователя Выполня ст одновременно функции генератора.Целью изобретения является расширениефункциональных возможпостси магнитОго коммутатора электрических сигналов, способного последовательно переключать спгна лы с Огоаниченн ой по максимуму Вольт-секундной площадью произвольной формы без искажений как с одного входа на несколько выходов, так и с нескольких входов на один Выход, обеспечение передачи по одному ка Валу за один цикл коммутации несколькихсигналов, упрощение системы синхронизации, снижение потребляемой коммутатором мощности при отсутствии пя его входе коммутируемых сигналов.20 В предлагаемом коммутаторе эта цепь достигается введением в коммутатор двух магнитных сердечников, один из которых чувстьигслсн и действию механических напряжений и соединен с генератором ультразвуко вых волн, нанесением отдельных входных иВыходных Оомоток ня кяжды 1 сердечник и использованием специального соединения вход ных и выходных обмоток.На фиг. 1 изображена схема коммутатора 30 однополярных сигналов; па фиг. 2 - диаграм.Т= ф,С 45 50 55 60 65 мы, поясняющие принцип работы коммутатора; па фиг. 3 - схема коммутатора с одновременным преобразованием полярности коммутируемых сигналов.Коммутатор содержит генератор 1 импульсных ультрозвуковых волн и два магнитных сердечника 2 и 3. Сердечник 2 соединен с генератором 1. Выходные обмотки 4 - 7 расположены на сердечнике 3 и соединены последовательно согласно с выходными обмотками 8 - 11 соответственно расположенными на сердечнике 2. Входная обмотка 12 намотана па сердечник 2 и соединена последовательно стречно с входной обмоткой И, которая расположена на сердечнике 3. Сердечники 2 и 3 могут быть изготовлены методом сверхтонкого проката из сплава, чувствительного к механическим напряжениям, например из сплава 5 ОНП (50/, % и 50 Ре) и могут иметь форму полос.На фиг. 2 кривой 14 представлена форма ультрозвуковой волны, которая содержит зону растяжения 15 и зону сжатия 1 б. Кривая 17 изображает входные сигналы, поступающие на входные обмотки 12 и И, кривая 18 - выходной сигнал, снимаемый с одного из выходов, образованного обмотками 4 и 8.Коммутатор, показанный на фиг. 3 содержит гснератор ультрозвуковой волны 19, два магнитных сердечника 20 и 21. Сердечник 20 связан с генератором 19, Две пары соседних, соединенных последовательно встречно выходных обмоток 22, 23 и 24, 25 соединены последовательно и согласно соответственно с двумя парами соседних, соединенных последовательно встречно выходных обмоток 2 б, 27 и 28, 29, которые расположены на сердечнике 20, Входные обмотки 30 и 31, расположенные на сердечниках 21, 20 соответственно соединены последовательно встречно. Сердечники 20 и 21 могут быть изготовлены методом сверхтонкого проката из сплава, чувствительного к механическим напряжениям, например из 50 НП.Коммутатор показанный на фиг. 1 при наличии сердечника из сплава, имеющего положительную магнитострикцию, работает следующим образом. Ультрозвуковая волна, возбуждаемая генератором 1, распространяется в сердечнике 2 и вызывает локальное изменение магнитной проницаемости сердечника 2. При этом в сердечнике 2 образуются зоны растяжения 15 и зоны сжатия 1 б, Когда волна проходит под коммутируемыми обмотками 8 и 12, то из-за изменения магнитной проницаемости участка сердечника 2, находящегося под выходной обмоткой 8, изменяется связь между обмотками 8 и 12. При подаче коммутируемого сигнала на вход, образованчый обмотками 12 и 13, изменение связи выывает увеличение амплитуды передаваемо.о сигнала из обмотки 12 в обмотку 8, если в данный момент времени под обмоткой 8 находится зона растяжения 15 ультразвуковой волны. 5 10 15 20 25 30 З 5 40 Если под обмоткой 8 находится зона сжатия 16 ультразвуковой волны, то при подаче коммутируемого сигнала на вход, образованный обмотками 12 и 13, изменение индуктивной связи вызывает уменьшение амплитуды передаваемого сигнала из входной обмотки 12 в выходную обмотку 8. Для наблюдения уменьшения и увеличения сигналов на обмотке 8 коммутатора необходимо, чтобы сигналы, подаваемые на обмотку 12, имели постоянную амплитуду, С целью осуществления надежной коммутации и устранения наводок входные обмотки 12 и 13 соединены последовательно встречно, а выходные обмотки 4 и 8 - последовательно согласно, Поэтому выходной сигнал коммутатора есть разностный сигнал, обусловленный разностью магнитных проницаемостей при намагничивании участков сердечников 2 и 3, которые находятся под выходными обмотками 4 и 8. Такое соединение выходных 4 и 8 и входных 12 и 13 обмоток позволяет получить сигнал на выходе коммутатора при подаче на его вход коммутируемых сигналов только при наличии ультразвуковой волны в сердечнике 2 под выходной обмоткой 8. Когда ультразвуковая волна отсутствует под обмоткой 8, на выходе коммутатора сигнала нет, так как токи, наводимые в выходных обмотках 4 и 8, равны по амплитуде и направлены навстречу друг другу. Коммутация остальных выходов коммутатора, образованных обмотками 5, 9; б, 10; 7, 11, происходит аналогично, как в обмотках 4 и 8, когда волна достигает выходных обмоток 9, 10 и 11 соответственно.Соотношение между эффективной длиной выходной обмотки и длиной волны механического напряжения выбрано таким, что длина зоны растяжения 15 или зоны сжатия 1 б должна быть больше эффективной длины выходной обмотки 8, 9, 10 и 11. Время подклю. чения одного выхода ко входу Т определяется как где 1, - длина зоны сжатия или растяжения ультразвуковой волны (1, выбрана так, чтобы механическое напряжение о, а, следовательно, и магнитная проницаемость р сердечника были в зоне сжатия или растяжения с достаточной степенью точности постоянной);4 - эффективная длина выходной обмотки; С - скорость распространения ультразвуковой волны в сердечнике.Для осуществления в предлагаемом коммутаторе последовательной коммутациями с нескольких входов на один выход достаточно в схеме коммутатора, показанного на фиг. 1, поменять местами входные обмотки 12, И и выходные обмотки 4 - 10, т, е. сигналы подавать на входы, образованные обмотками 4, 8;5, 9; б, 10; 7, 11, соединенными последовательно согласно, а снимать с выхода коммутатора, образованного обмотками 12 и Я.Рассмотренный выше принцип работы коммутатора позволяет также осуществить коммутацию электрических сигналов одновременно с изменением полярности коммутируемых сигналов. 1 акая коммутация возможна в коммутаторе, схема которого изображена на фиг. 3. В данном коммутаторе применяется тот же способ коммутации, что и в коммутаторе, показанном на фиг. 1,Если ультрозвуковая волна проходит под выходнои обмоткой 2 б, то коммутируемый сигнал передается без изменения полярности, если под выходной обмоткой 27, то - с изменением полярности,Если ультрозвуковая волна отсутствует в сердечнике 20, то последовательное согласное включение пар 2 б, 27 и 22, 23 выходных обмоток компенсирует выходной сигнал. Подключение другого выхода коммутатора, образованного обмотками 24, 25 и 28, 29 происходит так же как и в обмотках 22, 23 и 26, 27, когда волна достигает обмоток 28, 29 соответственно.Для осуществления в схеме коммутатора, показанного на фиг. 3, последовательной коммутации одновременно с изменением полярности с нескольких входов на один выход достаточно в схеме коммутатора поменять местами выходные 22, 23, 2 б, 27 и 24, 25, 28, 29 и входные 30, 81 обмотки, т. е, сигналы подавать на соединенные последовательно согласно пары обмоток 22, 23, и 25, 27 и 24, 25, 28, 29, а снимать сигналы с соединенных последовательно встречно обмоток 30 и 31. Соотношение между эффективной длиной выходной обмотки 25 из пары соседних входных обмоток 25 и 27, расположенных на одном сердечнике, и длиной волны механических напряжений выбрано так, что во-первых, длина зоны сжатия (или зоны растяжения) ультразвуковой волны должна быть больше эффективной длины выходной обмотки 2 б из пары соседних, соединенных последовательно встречно выходных обмоток 2 б и 27, во-вторых, расстояние между выходными обмотками 2 б и 27, расположенными на одном сер 5 10 15 20 25 30 З 5 4045 дечнике, должно быть больше, чем длина зоны сжатия или растяжения.Для упрощения системы синхронизации в схемах коммутаторов, показанных на фиг, 1 и 3, можно использовать сигналы, которые образуются в выходных обмотках при прохождении фронтов зон сжатия или растяжения под выходными обмотками.В предлагаемом коммутаторе можно также осуществить заданное выборочное одновременное подключение нескольких выходов на вход коммутатора, если возбудить в сердечнике импульсную бегущую ультразвуковую волну в виде кодовой последовательности импульсов. Предмет изобретения 1. Магнитный коммутатор электрических сигналов, содержащий генератор ультразвуковых волн и два магнитных сердечника с входными и выходными обмотками, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, упрощения синхронизации и снижения потребляемой мощности, один сердечник соединен с генератором ультразвуковых волн, входные обмотки обоих сердечников соединены последовательно встречно, а выходные обмотки, расположенные на одном магнитном сердечнике, соединены последовательно согласно с выходными обмотками, расположенными на другом магнитном сердечнике.2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью осуществления коммутации одновременно с изменением полярности коммутируемых сигналов и компенсации помех, пара соседних, соединенных последовательно встречно выходных обмоток, расположенных на одном магнитном сердечнике, соединена последовательно согласно с парой соседних, соединенных последовательно встречно выходных обмоток, расположенных на другом магнитном сердечнике, а входные обмотки соединены последовательно встречно.Техред Е. Борисова Редактор Л. Утехина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 172/11 Изд.1820 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5