WYBÓR RDZENIA FERRYTOWEGO

Z przyjętego w wymaganiach dla pamięci PAO 6 ozasu cyklu To równego 2 ^ps określono czas przełączania rdzenia ts ,

przyjmując ustaloną doświadozalnie [4] proporoję czasu prze- łąozania tg do czasu cyklu Tc, jak 1 : 4. Wynika z tego, że czas przełączania tg powinien wynosić 0 ,5 ^ 8 , w wymagany oh warunkach pracy rdzenia.

Na rys. 1 podano określenia czasu przełączania t_, podsta-s

wowych sygnałów z rdzenia uV^, dY1 , dV2 oraz charakterysty­

kę czasową impulsu prądu wzbudzającego Im.

Przy wyborze średnioy rdzenia posłużono się danymi kata­

logowymi [5], [6], [7], [8], [9], gdzie zestawione są opty­

malne wymiary rdzeni dla określonego czasu cyklu pamięci.

Zależności te wyliczane są przez wytwórnie na podstawie przyjętych doświadczalnych ustaleń między czasem Tc i cza­

sem tg , który zależy od średnioy rdzenia i parametrów ściśle związanych z tworzywem ferrytowym.

79

-W rozpatrywanym przypadku wybrano rdzeń o średnicy 0,8 mm, umożliwiający realizację pamięci o minimalnym ozasie cyklu 1,5 /is.

Dla założonej pojemności podbloku PAO 6 [10] wynosząoej 4096 słów 25 bitowyoh, podstawowym kryterium przy wyborze am­

plitudy prądu wzbudzającego Im było wybranie rdzenia charak­

teryzującego się jak największą prostokątnością pętli histe- rezy i niewielkimi jej zmianami w zakresie przyjętych tempe­

ratur praoy rdzenia, tj. od 0 do 70°C.

m ,nt~ '

Rys. 1, Przebiegi zaian la, uY^, dY^, dY^ w funkcji ozaeu

Wielkość Im jest określona przez oharaktenystyki rdzenia.

W większości rdzenie o mniejszych prądach mają mniejszą prostokątność. Na skutek tego przy zastosowaniu tych rdzeni w blokaoh, otrzymywane są większe zakłócenia różnicowe, in- dukcyjność i moc przy połówkowym wzbudzaniu rdzeni. Z prze­

prowadzonych badań w tym zakresie [4] z uwzględnieniem pa­

rametrów wtórnych rdzeni 01], 02], [13] , to znaczy amplitud sygnałów napięciowyoh indukowanych przy wzbudzaniu rdzenia impulsami połówkowymi przy różnych stanach magnetycznych te­

go rdzenia, wynika, że występującym w płatach pamięoi zakłó—

ceniem różnicowym o znacznej wartości jest Vd4 określone za­

leżnością /1/i

71/

a indukoyjność i moc tracona przy połówkowym wzbudzaniu rdze­

ni określane są wyrażeniami 72/ i /?/:

gdzie: rw jest sygnałem zakłócenia przy wybieraniu "1"

połówkowym impulsem odczytu i zapisu* Sygnał ten jest wytwarzany wówczas, kiedy rdzeń będący w stanie rw 1 /iys. 2/ jest wzbudzany przez połówkowy impuls odczytu Ipr,

wr Vh2 jest sygnałem zakłócenia przy wybieraniu "0"

połówkowym impulsem odczytu i zapisu. Sygnał, powsta­

je wtedy, kiedy rdzeń znajdujący się w stanie wrz jest wzbudzony przez połówkowy impuls odczytu Ipr, d Vh1 jest sygnałem zakłócenia połówkowego wybranej

"1". Sygnał ten jest wytworzony, kiedy rdzeń będący w stanie d1 jest wzbudzany przez połówkowy impuls odozytu Ipr,

Ip - amplituda połówkowego prądu wzbudzenia.

Na rys. 2 przedstawiono stany magnetyczne rdzenia wystę­

pujące podczas badania rdzeni. Przyjęte oznaozenia^są

zgod-Określona wyrażeniem /2/ indukoyjność związana z prosto- kątnośoią rdzenia przez w przypadku osiągania znacz­

ny oh wartości, powoduje konieczność wzbudzenia rdzeni więk­

szą mocą przełąozania, w wyniku czego następuje zwiększenie 72/

73/

ne z podanymi w publikacji [4].

81

-napięcia. Zjawisko to jest niekorzystne ze względu na ograni­

czoną wytrzymałość napięciową tranzystorów wzmacniaczy prądów wzbudzania.

Dążenie do osiągnięcia małych I^g» Phs 1 Vd4 oraz potrze­

ba stosowania rdzeni o szerokim temperaturowym zakresie pracy ukierunkowały wybór rdzenia z grupy materiałów litowo-niklo- wych o dużej prostokątności i zakresie pracy od 0 do

70°C.-W grupie tej przeprowadzono porównanie charakterystyk i danych katalogowych następujących typów rdzeni: 6F3 Philips, FX 2762 Mullard, 304-07 Ampex, 270MI-RCA, PC 315 Plessey.

Z charakterystyk tych rdzeni określono minimalny sygnał d i jego stosunek do zakłócenia d V z dla dolnej granicy temperaturowego zakresu pracy rdzenia, w najbardziej skraj­

nych warunkach dla współczynnika zakłócenia R a równego 0,61,s wyrażonego zależnością /4/:

B_ = & /4/

3 Im

Równocześnie sprawdzano, czy dla górnej granicy temperaturo­

wego zakresu pracy stosunek prądu łamiąoego Ib do pełnego prą­

du przełączającego Im nie osiąga zbyt małych wielkości. Prądem Ib przyjęto zgodnie z [4j określać amplitudę impulsu połówko­

wego prądu zapisu, który powoduje występowanie podwójnej war­

tości zakłócenia d V_ w porównaniu z nominalnymi warunkami wzbudzenia. Określenie wielkości tego stosunku jest utrudnio­

ne, nieliczne tylko wytwórnie podają wystarczającą liczbę da­

nych do jego wyliozenia.

Z danych (8 } 9] wynika, że stosunek Ib/Im zwykle przyjmo­

wany jest rzędu około 0,55* W przypadku przyjmowania tego stosunku wielkośoi 0,6, można dopuścić nawet - 10% marginesy prądów wzbudzenia. Dla rdzeni 304-07, 270 MI i 6F3 stosunek ten nie przekraczał 0,55 óla granicznej temperatury 70°C i przy nominalnych prądach wzbudzenia.

Przy wyborze rdzeni do bloków bardzo pomocnymi stały się współczynniki temperaturowe C-^ i Cv , zdefiniowane w dokumen­

tach [12], [13] i wyrażone zależnościami /5/, /7/:

/5/

gdzie T2 > ^ i Eg - o ustalonej wielkości:

C.v

76/

dla ustalonych wartości Im i Rs .

Współczynniki te wymiernie określają stałość podstawowych parametrów Ib i uV^ w temperaturowym zakresie pracy rdzeni.

Uzyskane z wyliczeń wartości C^, dla rozpatrywanych rdze­

ni wykazują, że najmniejszą wartość mają rdzenie 270 MI i 6F3 , ten ostatni dla zakresu od 10 do 70°C, a nie 0 do 75°C

jak rdzeń RCA, mimo to, zakładając liniowość Ib w zakresie 0 - 75°C wyróżnić należy rdzeń 6F3» ńla którego wyliczona wartość wynosiła 1,11 mA/°C.

Najmniejszą wartością współczynnika Cv , wyliczonego z za­

leżności /7/> charakteryzowały się rdzenie 304-07 i 6F 3 » z tym, że dla rdzenia Ampexa wyliczano go z napięcia d , a nie u zgodnie z definicją. Różnioe były niewielkie, z przewagą dla rdzenia 6F3«

0 wyborze rdzenia 6F3 nie zadecydował jednak współczynnik C , głównie natomiast wartość współczynnika C^, będącego mia­

rą zmian prostokątności w funkcji temperatury pracy rdzenia.

W dużym stopniu o wyborze tego rdzenia zadecydowało także do­

kładne udokumentowanie właściwości i charakterystyk rdzeni obrazujących przebieg zmian głównych parametrów rdzenia t_,s t , u V ^ , d 7^, d V z W funkcji prądu Im oraz temperatury ńla

83

-fi

Rys. 2. a - rdzeń pamięciowy z czterema uzwojeniami

b - przebieg pętli histerezy rdzenia pamięciowego przy działa­

niu ciągiem impulsów prądowych

84

-dwóch najozęśoiej przyjmowanych współczynników Rs , tj. 0,5 i 0,61. Umożliwiało to dokładne określenie minimalnego syg­

nału dV^ dla dolnej granicznej temperatury pracy, w warun- kaoh pobudzania prądami o stosunku Rg równym 0,61. Był to bardzo ważny czynnik, który zmniejszał niepewność projektowa­

nia matryc w warunkach realizaoji pamięci PAO 6%

Podstawowe parametry rdzenia 6F3 w warunkach pracy były następujące:

o pełny prąd przełączenia

• współczynnik zakłócenia

• czas trwania narastającego impulsu prądu Im

• czas trwania prądu Im Sygnały napięciowe rdzenia 9 sygnał zakłócający jedynki 9 sygnał zakłóconego zera 9 czas szczytu

9 czas przełączania