Твердотельный преобразователь магнитных полей

(71) Заявител Уфимский неф и институ 4) ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОЛЕЙет ехническойявляется ватель магии гниточувкоторого ный селектор Изобретение.относится к средствам контрольно-измерительнсй техники и может быть. применено. для контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий, а.также дляспроиэведения сигналов с магнитных лент в видеомагнитофонах.Известен преобразователь. магнитных полей, содержащий магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы иэ датчиков Холла электронно-лучевой прибор типа уникон, выход которого свяэай с видеоконтрольным устройством, блок разверток 13 .Однако такой преобразователь именедостаточную надежность, болье габариты и потребляемую. мощность. Наиболее близким поущности к предлагаемомувердотельный преобраэых полей, .содержащий мтвительиый узел, выхододключен через, аплитуд к видеоконтрольному устройству, блок разверток 121.Недостатком такого преобразователя являются значительные габариты и потребляемая мощность, обусловленные ф тем, что.матрица магниточувствительного узла выполнена нз датчиков Холла, соединенных по группам и стро кам посредством токопроводящих полосок.Кроме того, преобразователь .имеетнедостаточную надежность вследствиеналичия большого количества выводовматрицы, необходимости в устройствекоммуникации.Цель изобретения - понижение габаритов.и потребляемой мощности повышение надежности .преобразователя.Укаэанная цель достигается тем, 26что в твердотельном .преобразователемагнитных полей содержащем магниточувствительный блок, выход которого подключен через амплитудный.селектор к видеоконтрольному прибору,связанному с блоком разверток и блоком тактирующих, импульсов, выход к торого подключен ко второму. входумагннточувствительного блока, последний выполнен в виде отдельныхсекций .накопления, хранения и -пере-носа на магнитной пленке на поверхности которой. расположены информационные каналы для перемещения цилиндрических магнитных доменов, пересекаемые проводниковыми .аппликаци.ями, выходы. которых подсоединены к.блоку тактирующих импульсов, причем в секции хранения, совмещеннойс секцией накопления, размещены сдвн"говь 1 е регистры, расположенные мещустолбцами секции накопления, а навыходе сдвигового регистра установлен считывающий датчик.На Фиг. 1 показана структурная схе"ма преобразователя; на фиг, 2 .- схемамагниточувствительного блока; наФиг. 3 - временная диаграмма тактирующих импульсов.Устройство содержит (Фиг. 1) обзу-ект 1 контроля, магниточувствйтельныйблок 2, выполненный,на однородноймагнитной среде в виде тонкой.маг"нитной пленки, блок 3 развертки,амплитудный селектор 4, выход .которого соединен со входом видеоконтрольного прибора 5, блок 6 тактирующих импульсов, состоящий ( фиг. 2)из генераторов 7, 8 и 9 тактирующихимпульсов, секций 10 накопления, сек",ции 11 хранения,.секции 12 переноса,.информационных каналов 13, проводниковых апплнкаций, датчиков. 15для считывания цилиндрических магнитных доменов, видеоуснлителя 16,подключенного к выходу 17 блока 2,тактирующие импульсы 18, 19 и 20, дцяперемещения цилиндрических, магнит;ных доменов,. показаны на фиг. 3.Преобразователь работает следующим образом,Объект 1 контроля, создающий неоднородное магнитное. поле, располагают вблизи магниточувствительногоблока 2,. выполненного.на однородноймагнитной среде, в качестве которойиспользуются тонкие магнитные нленки иэ ортоферрита или эпитаксиальные гранатовые пленки, выращенныена немагнитной подложке из галлиево"го граната.В таких пленках носитедями .информации являются. цилиндрические магнитные домены диаметром. 0,001-,0,05 мм,5 0 15 25 ЭО 35 40 45 50 55 23.который изменяется,в зависимости от типа магнитной пленки, напряженности магнитного поля, создаваемого. дефектом, Переработка информации в пленках осуществляется путем направленного перемещения и взаимодействия доменов.Иагннточувствительный блок .2 представляет собой. матричный плоскостной преобразователь магнитного рельефа объекта контроля параллельно-последовательной кадровой структуры (фиг.2) и состоит из секций 10.накопления . информации, секции 11 хранения.информации, секции 12 переноса, причем, в качестве секций 11 и 12 используются сдвиговые регистры на. цилиндри" чеоких.магнитных .доменах. На -стороне магнитной пленки,- обращенной к подложке, создаются. информационные каналы 13 в виде выступов вытрав" ленных углублений путем селективной ионной имплантации или диФФузии кремния. На этой же стороне, перпендикулярно информационным каналам 13 располагаются токовые проводниковые аппликации 14, одни иэ выводов которых цодсоединяются.в определенной последовательности к генераторам 7, 8 и 9 тактирующих.импульсов, а другие эаземляются. В секции 11 хранения и секции 12 переноса используется .сдвиговый регистр,содержащий проводни" ковые. аппликации 14 в один информационный канал (Фнг. 2). Число входов в регистры сдвига секций . хранения и .секций 12 .переноса;определяется числом выходов из секций 10 накопления и количеством регистров сдвига секций 11 хранения. 1;екция 11 хранения и секция 12 переноса защищены от воздействия. внешних магнитных полей объекта 1, контроля.с помощью маг - нитных. экранов.Параллельно-последовательная кадровая -структура магныточувствительного блока 2 образуетая .из строчных структур, располо" женных .вертикально - столбцами,. В ней накопительные .элементы секции 10 чередуются с элементамн секции 1.хранения, онн как бы образуют две прямо" угольные матрицы,.вложенные друг в друга. Для регистрации .цилиндрических магнитных доменов .на выходе. сдвиго-. вого .регистра свкции переноса устанавливается считывающий датчик 15, в качестве которого могут быть использованы-индукционные или. гальваномагнитные датчики. Вследствиетого, что индукционные датчики обладают малой чувствительностью, наиболее лерспективными являются галь" ваномагнитные в . Холловские,.магнитореэисторные,. магнитодиодные изготовленные иэ пермаллоя путем напыления в нужном месте. магнитной пленки. Мак. симальный выходной сигнал. на выходе датчика Холла .при считывании доменов. составляет 5-10 млИ, на выходе магниторезисторного датчика 0,5-1 мпВ. .Для усиления электрического сигнала, снимаемого с гальваномагнитного датчика 15 используется усилитель 16 на интегральной микросхеме выход 17 которого подключен к амплитудному селектору 4.Для облегчения эффективной генерации цилиндрических магнитных доЪменов гранатовые пленки. подвергаются ионной имплантации На пленку воздействуют статическим однородным магнитным полем,:плучаемым с помощью постоянных магнитов, при определенной напряженности которого в секции накопления разрушаются полосковые магнитные домены, и она подготавливается к операции преобразования.Магнитный рельеф объекта 1 контроля, вызванный наличием дефектов структуры, воздействует на поверхность магнитной. пленки магниточувствительного блока 2, вызывая появле-.ние .в соответствующих. местах матрицы цилиндрических магнитных доменов. 11 о истечении нехоторого времени (порядка нескольких милюжсекунд) в матри" це магниточувствительного блока 2 хранится. картина магнитных зарядов цилиндрических магнитных доменов, плотность которых. соответствует распределению магнитного рельефа объекта 1 контроля Эти домены располагаются под соответствующими элементарными ячейками секции накопления, образованными .пересечениями информационных каналов 13 и проводниковых апплккаций 14, После окончания одного кадра по сигналу от генератора 7 тактовых импульсов на токовые проводниковые аппликации 14 поступают тактовые импульсы (фиг. 3), и накопленные в секции 10 накопления,за время одного кадра цилиндрические магнитные домены сдвигаются параллельно в регистры сдвигов секции 11 хранения, защищенные с помощью магнитных экранов. Секция 10 накопления подготавливается к приему магнитного изображения следующего кадра. Одновременное перемещение цилиндрическихмагнитных доменов достигается путемпоследовательного возбуждения кабо"ра токовых проводниковых апплика ций 14 с помощью трехтактных генераторов 7, 8,и 9 тактирующих импуль"сов. Максимальное. значение рабочихтактовых частот для трехтактовых сструктур составляет 10 мГц. В преобразователе.используется трехтактная система возбуждения проводниковых аппликаций, так как только вэтом случае можно добиться направленного. перемещения доменов вследствие их ассиметрии по.отношению кнаправляющим конфигурациям.Информационные каналы 13 ограничивают боковое перемещение цилиндрических магнитных доменов из-за 20 наличия локальных неодио;,одностейв магнитной пленке.В течение времени формированияследующего кадра информация из сдвиговых регистров секции 11 хранения И передается строка эа строкой в ре. гистр секции .12 переноса. Магнитные цилиндрические домены следующейстроки заданного поля вводятся в .сдвигадций регистр секции 12 пере носа только. после того, как иэ него выведены все домены передающейстроки данного поля, которые считываются датчиком 15, амппитуда видео.сигнала на выходе .которого пропорциоу нальна плотности магнитных зарядовили магнитной энергии очередного цилиндрического магнитного домена. Тактовая частота сдвига в выходном ре:гистре секции переноса должна быть 0 в 3 Ч раз 1 где И - количество регистровв секции хранения) вьппе тактовой час-.готы в секции хранения для того, чтобык моменту поступления в регистр следую-;щей строки обеспечить передачу на выход всех доменов предыдущей строки.Видеосигналы с выхода датчика 15 через видеоусилитель 16 и амплитудныйселектор 4 поступают на вход видеоконтрольного прибора 5, на экране 30которого с помощью блока 3 разверток осуществляется синхронная развертка луча, яркость светового пят"на которого регулируется с помощьюамплитудного селектора 4. я, Оптическое изображение. на экране видеоконтрольного прибора 5 соответствует магнитному рельефу. объекта контроля и характеризует его структуру,Рассмотренный преобразователь магнитных полей является самоскачирующим устройством, в отличие от преобразователей, где сканирование осу" .ществляется с помощью электронного луча или коммутатора.Использование твердотельного пре" образователя магнитных полей позволяет значительно .уменьшить габариты устройства и снизить потребляемую. мощность, которая в основном затрачивается на питание тактовых генера торов, а также повысить надежность преобразователя путем упрощения топологической структуры и регулярности матрицы, уменьшения количества внешних выводов ее до И , независи-. мо от числа элементов,.содержащихся в ней, кроме того, отсутствуют устройства сканирования. 894623 8Фтирующих импульсов, выход которогоподключен ко второму входу магниточувствительного блока,о т л нч а ю щ и й с я тем, что, с. целью3 понижения габаритов и потребляемоймощности, повышения, надежности преобразователя, магниточувствительныйблок выполнен в виде, отдельных секций накопления, хранения и переносаф на магнитной пленке, на поверхности. которой расположены информационныеканалы для перемещения цилиндрических магнитных доменов, пересекаемыепроводниковыми аппликациями, выходыф которых подсоединены к блоку тактирующих импульсов, причем и секциихранения, совмещенной с секцией накопления, размещены сдвиговые регистры, расположенные между. столбцами сек 3 е ции накопления, а на выходе .сдвигового регистра установлен считывающийдатчик.:формула изобретения Твердотельный преобразователь магнитных полей,. содержащий магниточувствительный блок выход которого подключен через амплитудный .селектор к видеоконтрольндму прибору,. связанному с блоком разверток и блоком так Источники инФормации,1 э принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 6 16860, кл. С О В 33/06, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2712176/18-21. эе кл, 6 01 Р 33/06, 26.1278 е894623 Составитель Е.ДанилинаРедактор Е.Папп Техред М.,Тепер Корректор В.Синицк Заказ 74 Тираж 735 НодписВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д