Запоминающее устройство

(5 ЗОБР ЕН ДЕТЕЛЬСТВ 1 24-24 24-24,8) етельств С 11/00, тельство С 11/22,СС 97 СС 97 вычисли и к пьезостройствам,перепрог- стройстпп ение сли- . пьезо йстпе- . устоиствах.Цель изобродействия, уминающего устотребляемойНа фиг 1 быст запо" иен п е еличение емко ньш роиства и умощностипоказана фуающего устр нальная а; на работы кцио ист и схемафиг.устроУс енные диаграммы ва.йств ако содержит нбиморфнойе (П 1(М), с рами ьез формациикой мат й и то ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) ЗАПОИИНА 10 ЩЕЕ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение относится тельной технике, в частност керамическим запоминающим у и может быть использовано в раммируемых накопительных у вах, Цель изобретения - пов Изобретение относится к выч тельной технике, в частности к керамическим запоминающим устр вам, и может быть использовано граммируемых накопител быстродействия и уменьшение потреб" ляемой мощности, Устройство обладает структурной гибкостью, обусловленной надежной работой накопителя с пьезо" керамической матрицей из различных пьезоматериалов, возможностью изменять число фиксированных состояний (т.е. один и тот же накопитель может быть реализован с различным объемом памяти, для этого перестраивается частота задающего генератора), Уст" ройство за счет исключения относительно медленного процесса поляризации подэлектродных областей запоминающих элементов обладает высоким быстродействием и низкой энергоемко-стью в режиме считывания, При этом не требуется восстановления информации, что особенно эффективно при длительном хранении информации. 2 ил. ффвав пьезокерамических пластин 2 и 3 общего электрода 4, подключенного к шике нулевого потенциала, входного элект" рода 5 и выходных электродов 6подключенных к шинам 7 записи-считывания, ключевые элементы 8, входы кото-, ,рых подключены к шине 9 управления ключевыми элементами и соответствующим входам амплитудных детекторов 10 (Ад), схемы 11 сравнения (СС), генератор 12 опорного линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), элементы И 13 (ЛЭ), задающий генератор 14 (ЗГ), суммирующие счетчики 15 (Сч), объединенные в блок 16, генератор 17 импульсов возбуждения (ГИ), шину 18 управления задания режима устройствашину 19 управления считыванием устройства,. формирователь 20 импульсов задержки сигнала и формирователь 21 импульсов установки "0".формирователь 20 представляет собой одновибратор, вырабатывающий импульс с задержкой относительно входного сигнала с двухвходовым логическим элементом совпадения на входе, Формирователь 21 представляет собой ,одновибратор, вырабатывающий короткие импульсы установки "0" счетчика 15 по Фронту управляюп(его сигнала считывания, Шины 7 подключены к входам ключей 8 и детекторов 10 через разделительные конденсаторы для предохранения от воздействия импульсов записи амплитудных детекторов (не указаны, они могут быть отнесены к элементам 8 или 10).Устройство работает следующим образом.Направление и величина остаточной поляризации под электродом 5 пласти ны 2 как при записи, так и при считывании информации не изменяются и с целью получения максимальных выходных сигналов имеют предельно положительное значение (на фиг. 1 условно принято направление стрелки вверх). Перед началом записи на шины 9 и 18 подается сигнал, который отключает генератор 17 и подключает входы АД 10 через ключ 8 к шине нулевого потенциала для предохранения АД 10 от35 воздействия импульсов записи. Запись кода Ю; числа производится после предварительной подготовки (установки "0") запоминающего элемента ПКИ. При40 этом подэлектродная область .выбранного электрода 6 через шину 7 (фиг,1) поляризуется по предельному циклу Р = Р (или Р = +Р ) импульсами ото о грицательной (положительной) полярности с фиксированной амплитудой Пи длительностью 1.Запись кода числа осуществляется переключением подэлектродной области выбранного электрода 6 в диапазоне Р-Р - 0 (или Р+Р - 0). Так,50 при записи кода Н; числа на шину 7 выбранного электрода подают импульс записи положительной (отрицательной) полярности с амплитудой П(Б,)55; КБ(1) и длительностью(либо1амплитудой 11 и длительностью й(Б,)щ 1=.,А(1 и изменяют поляризацию подэлектродной области электрода б ПБИ, переключая ее в 1-е частично переключенное состояние.При считывании информации на шину 9 подается сигнал, отключающий входы АД 10 от шины нулевого потенциала, на шину 18 подается управляющий сигнал, который включает ГИ 17. При этом с первого выхода ГН 17 напряжение возбуждения прямоугольной (синусоидальной) Формы с амплитудой БьссН(И) и частотой=подается на электрод 5 (фиг. 1 и 2 а). На втором выходе ГИ 17 Формируется признак включения ГИ 17 (длительность сигнала признака3 2/йц), который подается на второй вход Формирователя 20. На шину 19 с задержкой на время подается сигнал считывания информации Пс (фиг. 2 в,г), 1 ремя задержкизависит от динамических свойств накопителя (П 1 И) в резонансном режиме возбуждения и в основном определяется пьезомодулем д з, подэлектродных областей 2 и З.,Формирователь 21 по переднему фронту сигнала Бсч формирует короткий импульс установки "0 суммирующих счетчиков 15 (Фиг. 1 и 2 г,д), а на выходе Формирователя 20 с задержкой на время 1, необходимое для установки "И" счетчиков, формируется импульс. напряжения считывания с длительностью с (фиг, 2 г,д,е). При поступлении сигналов возбуждения на электрод 5 входной пластины 2 вследствие прямого и обратного пьезоэффектов, а также вследствие свойства Накопителя изменять параметры выходного сигнала в зависимости от напряжений векторов и степени остаточных поляризаций подэлектродных областей пластин 2 и 3 на электродах 6 формируются пьезопреобразованные выхоцные сигналы 11 (с) = 1: (И;)П(С) (гце 1 (М, ) - коэффициент передачи запомийающего элемента по каналу амплитуды - амплитуда при 1-м частично переключенном состоянии;1-1 - число запоминающих элементов матрицы), амплитуды и фаза которых однозначно определяют код Б; -го числа, записанного в 1-й запоминающий элемент матрицы (фиг, 2 а,б) для 1-го частично переключенного состояния подэлектродных областей электродов 65 15и 5. Сигналы считывания Бс электродов поступают на АД 1 О, где формируются уровни Ц,(1.), и подаются напервый вход СС 11. На другой входСС 11 с ГЛ 10 12 по сигналу с Формирователя 20 подается линейно изменяющееся опорное напряжение юг. В схеме11 уровни 11 (1.) с АД 10 сравниваютсяс Б (причем максимальное значениеО,я 0 (а, 3 момент совпадения уровня пьезопреобразонанного сигнала считывания Б (1)и опорного напряженияБ на выходе СС 11 формируется (д)временной интервал: с(1)= Я(1)/Цр,где ь, - постоянная времязадающей цепи ГЛИН 12, 13, - амплитуда выходногосигнала формирователя 20. Тем самымна входах ЛЭ 13 формируются разрешающие уровни длительностью, й течениекоторой импульсы напряжения ЗГ 14 счастотой Г = 0,5 М йь и длительностьюс 2/(И,"н) поступают через ЛЭ 13на счетные входы суммирующих счетчиков Сч 15 (фиг. 1 и 2 е,ж,з,и). Число импульсов ЗГ 1 ч, поступивших насчетные входы Сч 15, однозначно определяют коды Б; чисел, хранимых в запоминающих элементах накопителя. Коды И, чисел Формируются на инверсныхвыходах 1 - ц Сч 15,Устроистно обладает структурнойгибкостью, обусловленной надежнойработой накопителя с ПКИ из различных как известных, так и новых пьезоматериалов (а также их сочетаний,например сегнетожесткой входной исегнетомягкой выходной пластин), возможностью, если необходимо, изменятьчисло Фиксированных состояний (т.е,один и тот же накопитель может бытьреализован с различным объемом памяти), при этом в устройстве скольконибудь существенных изменений не производится (перестраивается частотазадающего генератора), По сравнениюс известными предлагаемое устройствоза счет исключения относительно медленного процесса поляризации подэлектродных областей запоминающих элементов обладает существенно (не менеечем в 10 раз при 3 = 3) поньппеннымбыстродействием и низкой энергоемкостью (потребляемая мощность уменьшается не менее чем в 10-16 раз) в регжиме считывания. При этом не требуется восстанонления информации, чтоособенно полезно при построении надежных перепрограммируемых эапоминаю Змд Бщих устройств, когда режим записи неявляется основным или когда необходимо длительное (н течение ряда лет) 5хранение информации,дам элементов И, первые и вторые нходы которых подключены соответственнок выходам схем сраннения и выходу задающего генератора, выходы ключевыхэлементов подключены к шине нулевогопотенциала устройства, а входы подО 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 Формула изобретения Запоминающее устройство, содержащее генератор импульсов возбуждения, схемы сравнения, ключевые элементы и пьезокерамический биморфный накопитель информации, состоящий из пьезокерамических пластин, общего электрода, подключенного к шине нулевого потенциала устройства, входного электрода, подключенного к первому выходу генератора импульсов возбуждения, вход которого подключен к шине управления задания режима устройства, выходные электроды накопителя и входы соответствующих ключевых элементов подключены поразрядно к шинам записи считывания информации устройстна, управляющие входы ключевых элементов подключены к шине управления ключенымиэлементами устройства, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и повьппения быстродействия устройства, в него введены задающий генератор, генератор опорного линейно изменяющегося напряжения, амплитудные детек" торы, формирователь импульсов установки нуля, Формирователь импульсов задержки сигнала, элементы И и суммирующие счетчики, выходы которых являются информационными выходами устройства, второй выход генератора импульсов возбуждения подключен к информационному входу формирователя импульсов задержки сигнала, выход которого подключен к входу генератора опорного линейно изменяющегося напряжения и входу задающего генератора, управляющий вход формирователя импульсов задержки сигнала подключен к шине управления считыванием устройства и входу формирователя импульсов установки нуля, выход которого подключен к входам установки нуля суммирующих счетчиков, счетные входы которых подключены соотнетстненно к выхо 1 536411ключены соответственно к входам амплитудных детекторов, выходы которыхподключены соответственно к первыминФормационным входам схем сравнения,вторые инс 1 нрмационные входы которых подключены к выходу генератора опорного линейно изменяющегося напряжения1536441 Корректор В,Гирня Редактор М.П Патент" Ужгород,.ул. Гагарина, 101 оизводственно-издательскии комби аказ 11 ИИПИ Составитель А,Ершова Техред М.Ходанич 2 Тираж 475 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5