5.1. Магнитный сердечник как носитель двоичной информации

При обработке цифровой информации в двоичной системе используются только две цифры 1 и 0. Для практической реализации такой бинарной системы нужны элементы, имеющие два устойчивых состояния. Ферромагнитный сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса может практически сколь угодно долго сохранять два состояния остаточной намагниченности  и  и идеально подходит для реализации бинарной системы. Условно принято считать состояние  за 1, состояние  за 0.

Работа магнитного элемента сводится, во-первых, к запоминанию и хранению информации в виде остаточной индукции  и, во-вторых, передачи информации в виде электрических импульсов в последующие сердечники или другие элементы.

Простейший элемент представляет собой кольцевой сердечник с тремя обмотками рис. 5.1.

За исходное состояние обычно принимается  (0). Для записи единицы 1 в обмотку  подается импульс тока, создающий в сердечнике напряженность . Сердечник перемагничивается из состояния  в состояние .

Когда импульс прекращается, индукция принимает значение  и в магнитном элементе будет записана 1.

В случае записи 0 импульс либо отсутствует, либо создает во входной обмотке напряженность, соответствующую, например, точке а и недостаточную для перемагничивания сердечника.



После прекращения импульса состояние сердечника переходит в точку b, близкую к точке , и в сердечнике будет записан нуль.

Для считывания (выявление) информации в обмотку считывания  подается импульс тока, создающий отрицательную напряженность . Если сердечник хра

нил 1, он перемагнитится от  до  и в его выходной обмотке  наведется импульс ЭДС, который может передать, т.е. записать, единицу в последующие элементы. Если сердечник хранил 0, то его индукция изменится лишь от точки в до  и в выходной обмотке наведется только небольшая ЭДС помехи.

При записи или передаче единицы энергия от обмотки  передается к обмотке воспринимающего сердечника . Для этого используются либо пассивные магнитно-диодные ячейки (МДЯ), либо активные магнитно-транзисторные ячейки (МТЯ).

Поведение ферромагнитного сердечника при относительно низкой частоте определяется статической петлей гистерезиса. При увеличении частоты петля гистерезиса «расширяется» из-за влияния вихревых токов и магнитной вязкости.

В ферритовых сердечниках из-за большого электрического сопротивления материала сердечника влияние вихревых токов даже при частоте в сотни килогерц весьма незначительно. Но у ферритов невелико значение , нестабильны характеристики сердечников при изменении температуры. Поэтому наряду с ферритовыми нашли широкое применение пермаллоевые сердечники, навитые из ленты толщиной в несколько микрон. Влияние вихревых токов в них практически не сказывается. И чем тоньше лента (2-5 мкм), тем ближе их характеристики к ферритам.