Ферроакустический способ записи информации

(72) А вторн изобретения С, В,.Петровых и В. Б. Есиков Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) ФЕРРОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЗАПИСИ ИНфОРМАБИИ Изобретение относится к области вычислительной техники,.в частности к ферроакусгическим способам записи информации в магнитные запоминающие устройства,5Известен ферроакустическнй способ записи информации в магнитные запоминающие устройства, заключаюшийся в том,что в носитель информации подают кодовую последовательность ультразвуковыхимпульсов, после заполнения носителя кодовой последовательностью ультразвуковыхимпульсов воздействуют на носитель импульсов магнитного поля, Прн этом одновременно на всех участках носителя, гденаходятся ультразвуковые импульсы, эавремя действия магнитного поля происходит необходимое изменение остаточной намагниченности, т. е. записываются 11Наиболее близким техническим решенн- роем к данному изобретению является ферроакустнческнй способ записи информации,заключающийся в одновременном воздействии на носитель постоянного магнитного поля и кодовой последовательностиультразвуковых импульсов 2 .Недостатком такого способа являетсясравнительно небольшой объем информации,который можно записать этим способомна одном носителе. Это происходит засчетсмешения ультразвуковых импульсов поносителю за время действия импульса магнитного поля и затухания их прн распрсстранении вдоль носителя.Белью изобретения является увеличение плогностн записи информации,Это достигается за счет того, что вмомент действия кодовой последовательности ультразвуковых импульсов в носителе возбуждают одиночный ультразвуковой импульс в противоположном направлении с полярностью, соответствуюшей полярности импульсов кодовой последовательностии,На фнг. 1 представлена зависимость глубины модуляций магнитной индукции носителя (М ) после записи ог амплитуды ультразвукового импульса (б ) прн ра83 4о во времени возбуждают ультразвуковыемпульсы 1 (фиг, 2) в заданной кодовойпоследовательности и с начальной амплитудой В(Нй)Через промежуток времени, равныйпервый символ кодовой последомЧтельности достигаетграницы последнегоучастка носителя информации, где можетбыть, произведена его запись. Вэтот момент (1 =0) в носителе во встречном направлении возбуждают одиночный ультразвуковой импульс полувыборки 2 (фиг, 2)с начальной амплитудой д,Н).Одновременно, или несколько раньше,включают магнитное поле записи с напряженностью Н и поддерживают его постоянным в течение всего времени распространения ультразвукового импульса 2 поносителю информации,Через промежуток времени, равныйпроисходит встреча первого символакодовой последовательности и ультразвукового импульса 2. На участке встречипроисходит запись символа. Так, еслипервый символ представлен наличием ультразвукового импульса, то на участке встречи происходит сложение двух ультразвуковых импульсов Амплитуда результирующего импульса б б +бб. СовместЩное действие импульса механического нап 1ряжения амплитудой 6 и магнитного поля величиной Н 2 приводит к необратимому изменению индукции на рассматриваемом участке носителя информации (фнг, 2,эпюра б), Если первый символ кодовойпоследовательности представлен отсутстовием ультразвукового импульса, то 6=(."0(С и тогда необратимого измененияиндукции на этом участке не происходит,1 ййр та)где остаточная индукции носителя на участке записи " 1"-В остаточная индукция носителя на участке записи "О"-В ,максимально возможная величина остаточной индукции носителя, определяемая по пре- щ дельной петле гистерезиса - В наибольф.пцк шая величина магнитного поля записи не вызывающая необратимых изменений намагниченности при фо=О-НоНа фиг 2 показано распределение ме ханических напряжений в различные моменты времени и рельеф остаточной индукциивдоль носителя после записи, где: ультразвуковые импульсы кодовой последовательности 1 с амплитудой 3 , ультразвуковой импульс полувыборкй с амплитудой62, длина ультразвуковых волн кодовой последовательности и полувыборки Д, для- на носителя информации 1, Стрелками25указано направление распределения ультразвуковых импульсов,На фиг, 3 показаны зависимости изменения амплитуды ультразвуковых импульсов при распределении вдоль носителя ин 30формации вследствие затухания; изменениеамплитуды ультразвуковых импульсов кодовой последовательности 3, изменениеамплитуды ультразвуковых импульсов полувыборки 4, изменекие амплитуды импуль35сов механического напряжения, возникающего в носителе информации при встречеультразвуковых импульсов кодовой последовательности и полувыборки 5 (получается при суммировании кривых 3 и 4), мак 40симальная амплитуда импульсов механического напряжения, при которой отсутствуют необратимые изменения намагниченности (при выбранной величине напряженности магнитного поля записи) О45При рассмотрении кривых на фиг. 1видно, что для Н ( Но всегда найдетсятакая амплитуда ультразвукового импульса 8 при которой (и меньше которой)запись отсутствует (М=О).50Для реализации предлагаемого способа записи выбирается Н( Но(напримерН 5 =Н), а амплитуда ультразвуковых импульсов 1 и 2 выбирается равным Ю(Н).Запись информации производится следуюшим образом. Носитель информации предварительно устанавливают в исходное однородное по длине магнитное состояние (например - В). Затем в нем последовательличных напряженностях магнитного полязаписи ( Н ) Аналогично производится запись других символов кодовой последовательностина остальных участках записи, Так какультразвуковые импульсы 1 и 2 распространяются с одинаковой скоростью навстречу один другому, а расстояние междусоседними символами кодовой последовательности равно Д., то встречи импульсов происходят через интервалы времени,кратные ь 1=.ив . После записи всех симЛволов кодовой последовательности надлине магнитное поле выключают,11 ля считывания информации возбуждают одиночный ультразвуковой импульс, который, распространяясь по носителю, производит обратимое изменение намагниченности на участках записи и на связанныхс этими участками шинах считывания на686083 10 водятся импульсы ЗЙС, соответствуюшие записанной информацииУльтразвуковые импульсы, распространяясь по носителю информации, испытывают затухание. Амплитуды ультразвуковых импульсов кодовой последовательности и полувыборки в сечении носителя с координатой Х могут быть записаны в следующем виде: где ,6 - коэррициент затухания. Тогда для ультразвукового импуль са, полученного в результате сложения на определенном участке носителя д (х) иб (х) можно записать: 6 (х):ПЬ-эх -рЬ- Х) 20лП Изменение 61(х), образованное сложени ем кп рр(х) и 6 (х), значительно меньше, чем изменение амплитуды ультразву кового импчльса, используемого для записи в прототипе. Следовательно и глубина модуляции магнитной индукции по длине носителя информации будет изменяться значительно меньше в предлагаемом спо- З 0 собе, По этой причине олине носителя может быть увеличена примерно в два раза по сравнению с прототипом при одинаковых отношениях сигнал/помеха.Вследствие того, что ультразвуковые им 35 пульсы кодовой последовательности и полувыборки распространяются навстречу один другому, происходит также пространственное уплотнение записанной информа 40 ции по сравнению с прототипом в йва раза.Таким образом, количество информации, которое может быть записано на одном носителе предлагаемым способом, с учеточ45 увеличения длины носителя и линейной плотности иноформации, возрастает примерно в четыре раза, При этом устраняются те причины, которые ограничивают линейную плотность информации в прототипе,50 а именно; импульсный характер магнитного поля записи (на минимальную длительность которого наложены ограничения) и смешение ультразвуковых импульсов эа время действия поля записи, В предлагае 55 мом способе запись информации производится с помощью квазипостоянного маг нитного поля и импульсов механического напряжения, которые в процессе записи не смешаются вдоль носителя информации, так как представляют собой стоячую волну, образованную двумя встречно распространяюшимися ультразвуковыми импульсами.Предлагаемый ферроакустический способ записи информации наиболее эффективен, если магнитострикционный материал носителя информации выполнен с одноосной анизотропией с направлением оси легкого намагничивания вдоль направления распространения ультразвукового импульса. В этом случае пороговые свойства материала носителя относительно механического напряжения выражены более ярко, кривые изображенные на фиг. 1, имеют сушественно большую крутизну, что способствует уменьшению неравномер ности коэффициента модуляции М подлиЬне носителя.Одноосная магнигнач анизогропия Вметаллических полнкрнсталлических материалах может быть получена различными способами, например термомеханической или термомагнитной обработкой, а также пластической деформацией при холодной прокатке. В м "гнитострикционных материалах одноосная аниэотропия значительной величины может быть получена наиболее просто путем наложения одноосного упругого напряжения, При этом величиной анизотропии можно легко управлять, меняя величину прикладываемого напряжения,Количество информации, записываемойна одном носителе, может быть еше несколько увеличено, если в качествэ импуль.сов кодовой последовательности и полувыборки испольэовать однополярные ульгзвуковые импульсы. Положительный эффект, возникаюший при этом, объясняется тем, что коэффициент затухания однополярных ультразвуковых импульсов меньше, чем симметричных йвуполярных, гак как при воздействии на магнитный материал импульсами механического напряжения ойного знака существенно уменьшаются потери на магнитоупругий гнстерезис, являющийся основной причиной затухания ультразвука в магнитострикционных ма териалах. Это позволяет увеличить длину носителя информации и следовательно увеличить обьем информации записываемой в нем. Ультразвуковые импульсы, у которых амплитуда одной из полуволн значительно больше амплитуды другой полуволны, могут быть сформированы, например, при помоши широкополосного магнитострикционного преобразователя, возбуждаемого686 С 838ности записи информации,. в носителе, в момент действия кодовой последовательности ультразвуковых импульсов в носителе возбуждают одиночный ультразвуковой5 импульс в противоположном направлениис полярностью, соответствующей полярнос ти импульсов кодовой последовательнос".и. сушественно различнызаднего и переднего импульсамн тока сми длительностямифронтов. Ферроакустический способ записи информации в магнитострикционный носитель, заключающийся в одновременном воздейст о вии на носитель постоянного магнитного поля и кодовой последовательности ультразвуковых импульсов, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью увеличения плот 15 02 Формула изобретения Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Патент фРГ Ив 1219976,кл. Н, 03 К, от 30,06.66.2. Патент фРГ М 1145228,кл, Н 03 К 21 а, 36/16, от 30.05.68.