WYMAGANIA STAWIANE GENERATOROM PRĄDOWYM ORAZ WARUNKI PRA

CY TYCH GENERATORÓW

2.1. Dyskusja wymagań stawianych generatorom

Układy pobudzania mają za zadanie dostarczenie impulsów prądowych służących do przemagnesowania rdzeni. Impulsy te winny odznaczać się następującymi cechami:

• amplituda impulsu powinna być stała, niezależna od obciąże­

nia i stabilna w czasie. Wymaganie to jest zwłaszcza istot­

ne w przypadku pamięci koincydencyjnych, gdzie dopuszczal­

ne zmiany prądu są rzędu kilku-kilkunastu procent,

• początek impulsu prądowego musi być ściśle określony, co zapewnia stale położenie sygnału odczytu względem impulsu strobującego wzmacniacza odczytu. Również szerokość impul­

su winna być stała, gdyż wtedy unika się dodatkowej straty czasu cyklu,spowodowanej rozrzutem szerokości impulsu,

• czas narastania impulsu nie może być zbyt mały, gdyż wtedy pogarsza się stosunek sygnału użytecznego odczytu do zakłó­

cenia; ani zbyt duży, gdyż wtedy wydłuża się czas cyklu i zmniejsza się amplituda sygnału odczytu,

100

-• czas opadania impulsu nie może być zbyt mały, gdyż większe są wówczas przepięcia na pobudzanej linii; ani zbyt duży ze względu na wydłużenie cyklu.

Powyższe ogólne wymagania najtrudniej jest spełnić przy za­

stosowaniu źródła napięciowo-oporowego. Oporność tego źródła nie może być zbyt duża, gdyż pociągałoby to za sobą konieczność stosowania dużych napięć, co z kolei ograniczone jest wytrzy­

małością napięciową elementów układu wybierania. W rezultacie amplituda prądu pobudzającego może zależeć od wielkości spadku napięcia na obciążeniu. Ponadto szerokość impulsu znacznie za­

leży od parametrów kluczy układu wybierania, którymi są na ogół tranzystory pracujące w nasyceniu. Czas narastania również za­

leży od parametrów linii i kluczy, a czas opadania zwykle jest bardzo mały, co powoduje konieczność obcinania napięcia prze­

rzutu za pomocą diody.

Generatory prądu stałego, mimo iż zapewniają uzyskanie du­

żej stabilności amplitudy impulsu i jej niezależności od ob­

ciążenia, nie eliminują jednak wpływu obciążenia i kluczy na parametry czasowe impulsu.

Również generatory impulsów prądowych bez kontrolowanych czasów narastania i opadania nie spełniają wszystkich stawia­

nych postulatów, gdyż po podaniu Impulsu na linię, wskutek spadku napięcia jaki wtedy na niej powstanie, tranzystory wyjściowe generatora wchodzą zwykle w nasycenie i dopiero po wyjściu z nasycenia układ staje się generatorem prądowym.

Najlepsze spełnienie wymagań stawianych układom pobudzania zapewnia generator impulsów prądowych o kontrolowanyoh ozasach narastania i opadania. Oporność wyjściowa i stabilność takiego układu może być bardzo duża. Czas narastania może być tak na­

stawiony, by uzyskać optymalny stosunek sygnału do zakłóce­

nia. Początek i koniec impulsu nie zależą od parametrów

klu 101 klu

-ozy układu wybierania, leoz tylko od szerokości impulsu ste­

rującego generator. Czas opadania również można regulować, przez oo istnieje możliwość zmniejszenia przepięć w układzie.

Z ppwyższych względów układy pobudzania pamięci PAO 6 opar­

to właśnie na tego rodzaju generatorze.

2.2. Omówienie warunków pracy generatora

Rozpatrzmy teraz sprawę oboiążenia, na które pracuje gene­

rator. Na obciążenie to składa się impedancja wybranej linii i dołączone do niej pojemnośoi elementów układów wybierania /kluozy, diod i okablowania/.

Jeśli ohodzi o impedancję wybranej linii, to składają się na nią rozłożone pojemności, indukcyjności i oporności prze­

wodu, indukcyjnośoi skupione wnoszone przez rdzenie przemagne- aowywane prądem połówkowym oraz nieliniowe oporności zastępcze rdzeni przełączanych prądem całkowitym. Przewód z rdzeniami two­

rzy więo niejednorodną linię długą ze stratami. Impuls podany na wejście tej linii wychodzi zatem z niej opóźniony i znie­

kształcony. W przypadku, gdy pojemność pamięci lub jej szyb­

kość działania jest duża, zachodzi potrzeba dopasowania źró­

dła pobudzającego do linii. Parametry charakterystyczne linii określa się przy tym zwykle doświadczalnie, chociaż istnieją też metody teoretycznego ich obliczania £7, 8]. Dopasowywanie się do linii ma niewątpliwie zalety, ale z drugiej strony jest też niedogodne z następujących względów:

• wskutek tego, że wartość impedancji charakterystycznej linii jest stosunkowo duża /100 •? 200.il/, wymagane napięcia zasi­

lające są na ogół duże, przez co istnieją większe narażenia napięciowe diod i tranzystorów. Wymaga fco w konsekwencji stosowania elementów droższych i trudniej dostępnych,

• duża jest liczba dodatkowych elementów w postaci oporników dopasowujących,

• występują dodatkowe straty mocy na opornikach dopasowujących.

102

-Dlatego w przypadkaoh, gdy. jest to możliwe, korzystniejsze jest traktowanie linii jako elementu skupionego. Linia może być wtedy reprezentowana przez indukcyjność szeregowo połączo­

ną z opornośoią. Wskaźnikiem, czy przewód z rdzeniami może być uwalżany za układ o stałyoh rozłożonych, czy też za element skupiony może być stosunek czasu opóźnienia impulsu w przewo­

dzie do czasu narastania impulsu. Bardziej precyzyjne rozgra­

niczenie między jednym i drugim przedstawieniem linii podaje Hildebrandt £8] wprowadzając współczynnik k^ z definicji, rów­

ny

gdzie t - maksymalne opóźnienie w linii, tp - czas jaki musi upłynąć'od chwili, gdy na wyjściu obwodu pojawił się sygnał odczytu do czasu, gdy układ detekcji jest w stanie rozpoznać odczytywaną cyfrę. Czas tp zbliżony jest do czasu szczytu od­

powiedzi rdzenia tp . Jeżeli k^ < gdzie =

0.1 -f 0 .1 5 , to linię można traktować jako element skupiony.

W przypadka pamięoi PAO 6 długość przewodów adresowyoh wy­

nosi około 2 m, a ponieważ prędkość rozchodzenia się sygnałów w bloku pamięci jest 2 t 3 razy mniejsza niż prędkość fali elektromagnetycznej w próżni £9], wartość t wyniesie około 15 ns. Czas tp dla rdzeni zastosowanyoh w tej pamięci wyno­

si 280 ns, a zatem k^ = 0 ,0 5 < Pobudzaną linię z rdzeniami można więo scharakteryzować za pomocą impedancji skupionej.

Na konieo rozważmy jeszcze kwestię uzyskania przepływu prądu w linii w dwóch kierunkach: jeden dla fazy odczytu, drugi dla fazy zapisu oyklu pracy pamięci. Dwukierunkowy przepływ prądu można uzyskać w następujący sposób:

• przez zastosowanie dwóch generatorów: jednego z prądem wpływającym do generatora i drugiego z prądem wypływającym.

Wymaga to jednak zastosowania zarówno tranzystorów npn, jak i pnp oraz dodatniego 1 ujemnego napięcia zasilająoego linię,

105

-• przez zastosowanie generatora jednokierunkowego, z którego impulsy prądowe podawane są za pomocą kluczy układu wybiera­

nia raz do jednego, raz do drugiego końca linii.

Ze względu na korzyśoi, jakie daje ten drugi sposób, przy­

jęto go do pamięci PAO 6 z tą modyfikacją, że zastosowano 2 generatory: oddzielnie dla odczytu i zapisu. Dzięki tamu dwu­

krotnie mniejsza jest moc strat generatora oraz pojemność do­

łączonych do generatora elementów układu wybierania.

Schemat układu pobudzania pamięci PAO 6 wraz z układem wy­

bierania [10] pokazano na rys. 1. Klucze tranzystorowe wraz z diodami tworzą matrycę wybierającą linie z rdzeniami. Układ pobudzania i wybierania jest taki sam dla linii x i linii y pamięci. Normalnie wszystkie klucze są otwarte, a diody spola­

ryzowane w kierunku zaporowym. Jeżeli ma nastąpić odczyt

ln-n

Eys. 1. Układy pobudsania 1 wybierania pamięci PAO 6

104

-formacji z rdzenia znajdująoego się na danej linii, zamyka się jeden z kluczy napięciowych KnQ i jeden z kluczy prądowych Kp0 matrycy wybierania linii. Następnie wysterowany zostaje generator prądowy odczytu GQ i przez wybraną linię płynie prąd przemagnesowujący rdzenie. Po skońozeniu się impulsu prądowe­

go, następuje otwarcie kluczy i układ wraca do stanu poprzed­

niego. W fazie zapisu najpierw włączone zostają klucze i KpZ , a następnie pracuje generator Gz.

3. GENERATOR IMPULSÓW PRĄDOWYCH PAMIĘCI PAO 6