Способ считывания информации в биморфных пьезокерамических запоминающих матрицах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 594 С 06 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исст- ано ных йоние ом миро лопьез укту етно на биморфнойе ПКМ состоластин 2 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Ереванский политехнический иститут им. К.Маркса(54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИВ БИМОРФНЫХ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ МАТРИЦАХ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к окерамическим запоминающим устройствам, и может быть использовано, например, в перепрограммируемых накопительных устройствах.Цель изобретения - повышение быстродействия, увеличение объема запоминающего устройства и уменьшение потребляемой мощности.На фиг. 1 и 2 представлены временные диаграммы поясняющие способ; на)фиг. 3, - характер изменения коэффициента передачи пьезотрансформаторного элемента памяти пьезокерамической матрицы; на фиг. 4 - диаграммы сигналов записи; на фиг, 5 - включение биморфной матрицы.Накопитель информациипьезокерамической матрицит из пьезокерамических п(57) Изобретение относится к вычлительной технике, в частностипьезокерамическим запоминающимройствам, и может быть использов перепрограммируемых накопителустройствах. Цель изобретения -вышение быстродействия и уменьшпотребляемой мощности, Выходнойвень сравнивают с опорным сигнали выделяют по длительности сфорванного временного интервала чиимпульсов напряжения, определяюкод хранимой информации. При счвании информации производят фазселекцию сигналов считывания. 1ф-лы, 5 ил. 3, общего электрода 4, подключенного к шине нулевого потенциала, входногода 5,соединенного с шиной 1 о сигнала возбуждения и выэлектродов 6, которые подклюшинам записи - считывания 7, об основан на существенной зависимости пьезомодуля д з, от полярйзации, который для пьезокерамических стр р характеризуется однозначной неч й функцией остаточной поляризации Й, =(Р ) обьема керамики подэлектродных областей запоминающих элементов ПКМ и в режиме малого сигнала также представляет собой однозначную функцию от остаточной поляризации, Максимальная величина с 1 достигается при предельных значениях поляризации подэлектродных областей. При этом переключение производится по полному циклу импульсами напряже 3 148181 ния с фиксированными амплитудой О и длительностью 1. В способе предполагается, что запись информации производится частичным переключением подэлектродных областей в диапазонах Р +Р - О или Р = +Р,. + Ргпосредством импульса напряжения фиксированной амплитуды П и длительностью С(М,)=1 10 =; 6(1), где ДЕ(з.) - С(М;)-(М,),1 т 3причем е = е.(М ) =" ЬС(1) (фиг.44),. ндибо импульсом напряжения с амплиту 1дой П, (М; )ЬП(д), где Д П(ь)= О(М; ) - П(М;,), причем ПП(М) =, ЛБ(1), и фиксированнойдлительностью с, (фиг. 4),В квазирезонансном режиме возбуждения ПКИ. диапазон изменений амплитуд и фаз выходных пьезопреобразованных сигналов зависит от выбранногодиапазона поляризаций подэлектроднойобласти запоминающего элемента выходной пластины. Изменение поляризациизапоминающих элементов пьезоструктуры может осуществляться в двух.диапазонах; от Р = + Рг до Р. = О, либоот Р =+Р до Р =+Р с соответ 3гствующим изменением коэффициента передачи запоминающего элемента пьезоструктуры (фиг. 3). Момент изменениязнака вектора остаточной поляризациизапоминающего элемента, соответствующий К (М;) = О (фиг, 3), можно . 40легко установить, например, и по фазовому признаку выходного сигнала,В первом случае изменения фаз выходных сигналов ПКИ Ь(М;) Ч ("; Чв)(где(М;) - фаза выходного сигнала считывания произвольного 1-го запоминающего элемента при д-м частично переключенном состоянии из диапазона изменений Р при фиксированномпредельном значении Ро, Яо- фаза 50входного сигнала возбуждения) происходит в пределах щ (М,) =Фир - О аво втором случае -ад(М;) =- "/Подэлектродная область электрода5 входной пластины 2 поляризована по 55предельному циклу Р = +Р (на фиг, 5условно показано направление стрелки3вверх) или Р = - Р , а подэлектродная область электрода 61 выходной 14пластины 3, используемого для формирования стробирующих сигналов считывания, имеет отрицательное предельное значение поляризации Р(6 ) = -Р (или Р (6) = +Р), и не изменяется как в процессе записи, так и в процессе считывания информации. После предварительной подготовки (установки нуля) подэлектродных областей электродов 6 выходной пластины 3 (поляризуются по предельному циклу Р = -Р или Р = +Р) производится записть кода М; числа в выбранный 1-й запоминающий элемент выходной пластины. Импульс записи (параметры импульса записи определяются кодом М, записываемого числа) изменяет значение поляризации пьезоструктуры в пределах Р = -Р - О (или "Р11 = +Р - 0) под 1-м электродом выходной пластины, Это соответствУет изменению коэффициента передачи К(М,)1-го запоминающего элемента вйходной пластины (фиг. 3). Таким образом, при записи М; числа преобразуют код М; числа в импульс записи с фиксированной амплитудой О и длительностью (М,), либо амплитудой У(М,) и фиксированной длительностью , подают импульс запи-,1си на выбранный запоминающий элемент пьезоструктуры, осуществляют запись в нем путем изменения степени остаточной поляризации подэлектродной области запоминающего элемента,Воспроизведение информации осуществляется в квазирезонансном режимевозбуждения пьезоструктуры. При этомвозбуждают входную пластину матрицысигналами с частотой, равной илиблизкой резонансной частоте Гв"Ги амплитудой, много меньшей амдлйтудыимпульса записи БО(М 1). За счетобратного и прямого пьезоэффектовна выходных электродах 6 шины 7(фиг. 5) выходной пластины формируются пьезопреобразованные выходныесигналы У 1= К(М,) У (й), гдеК(М;) - коэффициент передачи эапо"мйнающего элемента по каналу амплитуда - амплитуда при д-м частичнопереключенном состоянии, 11 - 1 -чнело запоминающих элементов матрицы, амплитуда и фаза которых однозначно определяют код М;-го числа,записанного в 1-й запоминающий элемент матрицы,= +Р) характер изменения пьезопреобразованных сигналов считыванияБ) имеет вид, показанный на фиг.1 о,При этом каждому числу И; , записанному в )-й запоминающий элемент матрицы, соответствует Б;пьезопреобразованный сигнал считывания, причем амплитуда и фаза У (1) определяют число И, однозначно и зависят откоэффициента передачи К (М ) запо)минающего элемента,Процесс считывания происходит завремя 1 = С , где С- длительностьлинейно изменяющегося опорного сигнала спустя промежуток временис момента поступления сигналов возбуждения У (Т) на входную пластинупьезоструктуры (величинаопределяется динамическими свойствами накопителя, в основном пьезомодулемй.,), согласно фиг. 1 а,3,6,. Посредством амплитудной селекции формируют уровни Б.) пьезопреобразованныхсигналов У(С) считывания. Осуществляют временную селекцию путем сравнения уровней П, пьезопреобразованных сигналов считывания Б(ь) илинейно изменяющегося опорного сигнала 13,. (фиг. 1) и вьщеляют С.)временной интервал (фиг. 1 б), По длительностивременного интервалаопределяют число импульсов задающегогенератора ( фиг. 1 р,г) и устанавливают код И; числа, записанного в1-й запоминающий элемент матрицы. Обьем хранимой информации запоминающим элементом матрицы и накопителем в целом может быть увеличен не менеечем в два раза за счет использования полного диапазона изменений остаточной поляризации подэлектродных областей в пределах Р = -Рг - +Рг (или Р = +Р - -Р). В этом случае процесс воспроизведения информации аналогичен рассмотренному и осуществляется после необходимой фазовременной селекции пьезопреобразованных сигналов считывания из-за нечетной однозначной зависимости пьезомодуля с) ) от степени остаточной поляризации. Фазовременная селекция позволяет выявить сигналы считывания с выходных электродов запоминающих элементов матрицы, подэлектродные области которых имеют отрицательное значение вектора остаточной поляризации Р = -Р - 0 (либо положительное значение Р = +Рг - 0),Для осуществления фазовременнойселекции формируют стробирующийимпульс У , (фиг, 2 а, Е, 6 ".) например, по началу сигнала возбужденияИ И) и по окончанию положительнойполуволны пьезопреобразованного сиг нала Ус электрода 6 выходнойпластины. При этом процесс считывания происходит за время=1 +где- время, необходимое для фаэовременной селекции сигналов счи тывания Б(фиг. 2 а - 2 ) . Перед5считыванием осуществляют фазовременную селекцию путем сравнения стробирующего импульса Уи сигнала считывания 13;(с) (фиг. 2 8, Ь ). После вы-;20 деления С временного интервалаопределяют код И, числа по числу импульсов задающего генератора(фиг. 2 е,ж,д). Способ считывания обеспечивает за счет исключения относительно медленного процесса поляризации подэлектродных. областей запоминающих элементов существенное повьппение быстродействия и позволяет уменьшить потребляемую мощность не менее чем в 16 раз в рещме считывания, При этом не требуется восстановления информации, что особенно полезно при построении надежных перепрограммируемых запоминающих устройств, когда режим записи не является основным или когда необходимо длительное в течение нескольких лет хранение информации. Формула изобретения 1. Способ считывания информации, в биморфных пьеэокерамических запоминающих матрицах, записанный по., средством изменения степени остаточной поляризации подэлектродной област ти запоминающего элемента, основанный на определении хранимой информа-ции по амплитудному признаку, о т .- л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения потребляемой мощности, формируют уровень пьезопреобразованного выходного сигнала, осуществляют амплитудно-временную селекцию путем сравнения выходного уровня и опорного сигнала и выделяют по дли 1481811тельности сформированного временного интервала число импульсов напряжения, определяющих код хранимой информации2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при считывании информации производят предварительно фазовую селекцию сигналов считывания.