ФЕРРИТ-ДИОДНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ

— система, основанная на использовании ферритовых сердечников и диодов. Во всех схемах феррит-диодных элементов фер-ритовые сердечники играют роль запоминающих элементов, хранящих в течение некоторого времени информацию, а диоды выполняют вспомогательные функции в качестве элементов цепей связи, управления и т. п. Обычно в Ф.-д. с. э. используют ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса, которые после перемагничивания при отсутствии намагничивающего поля находятся в одном из двух возможных устойчивых состояний, соответствующих значениям остаточной индукции. Разные полярности остаточной индукции используют для представления «0» и «1» в двоичной системе счисления.

По способу считывания запоминаемой информации феррит-диодные элементы делятся на дроссельные и трансформаторные. В схеме элемента дроссельного типа (рис., а) управление считыванием и продвижением информации осуществляется с помощью двухполярных тактирующих серий иииульсов сдвинутых относительно друг друга на полпериода. Если сердечник ячейки 1 находится в состоянии, соответствующем логической единице, то с приходом положительного импульса серии сердечник перемагничивается в состояние нуля. При этом запоминающий дроссель потребляет значительную энергию перемагничивающего импульса.

Схема на феррит-диодных элементах

В результате ток, поступающий на обмотку записи ячейки 2, мал и определяет уровень помех в феррит-диодных элементах дроссельного типа. Если же в ячейке 1 не была записана «1», то в течение положительного полупериода тактирующей серии сердечник ячейки 1 пере-магничиваться не будет и в обмотке записи ячейки 2 появится сильный ток а переключит сердечник 2 в состояние единицы. Таким образом, ячейка феррит-диодного элемента дроссельного типа инвертирует входную информацию.

В элементах трансформаторного типа (рис., б) продвижение информации осуществляется при йоочередном воздействии тактовых импульсов тока в направлении от сердечника 1 к сердечнику 2. Полярность обмоток и тактирующих импульсов выбрана так, что последние стремятся перевести сердечник из состояния «1» в состояние т. е. считывают единицу. При этом, веди в сердечнике ранее была записана «1», то с приходом тактового импульса в обмотке выхода этого сердечника наводится эдс такой полярности, что следующий сердечник перемагничивается в состояние «1». Таким образом, феррит-диодные элементы трансформаторного

типа работают в режиме повторителей входной информации. При считывании с сердечника ранее записанной «1», кроме эдс, наводимой в обмотке выхода и необходимой для правильной передачи информации, в обмотке записи наводится и эдс, играющая роль помехи. Для уничтожения помехи используется источник напряжения либо компенсирующий резистор R, через который обмотки записи и выхода элемента подключают к земле. Во втором случае обратное движение информации исключается за счет падения напряжения на общем резисторе R, которое компенсирует эдс, наводимую в обмотке записи во время считывания «1» с сердечника.

Для устранения влияния обратной связи и повышения надежности работы применяются трехтактные схемы феррит-диодных элементов: В таких схемах продвижение информации организуется с помощью трех тактирующих серий. При этом используется либо перекрытие импульсов тактирующих серий во времени, либо создание компенсирующих обмоток, благодаря чему в момент считывания информации с какого-либо сердечника предыдущий сердечник удерживается под воздействием еще не окончившегося в нем тактового или компенсирующего импульса тока в состоянии При таком способе устранения влияния обратной связи на каждую единицу информации требуется три сердечника, а общее время сдвига информации составляет три такта. Недостатками трехтактных схем являются относительная сложность, структурная избыточность и невысокое быстродействие.

Основные логические схемы на феррит-диодных элементах реализуются по разному в зависимости от типа элементов. Элементы трансформаторного типа повторяют входную информацию, поэтому дизъюнкция реализуется на входе обмотки записи такого элемента с помощью диодов разделения, которые одновременно являются диодами выходных обмоток элементов, образующих аргументы дизъюнкции. В элементах дроссельного типа для реализации дизъюнкции в чистом виде необходима повторная инверсия, так как дроссельная ячейка работает кус инвертор. Для осуществления инверсий в элементах трансформаторного типа используется элемент запрета (см. Феррит-транзисторная система элементов). Конъюнкция в элементах дроссельного типа реализуется на основе трех элементов разделения с инверсией здесь И — инвертор, входные сигналы, функция разделения с инверсией). Для организации этой же функции на элементах трансформаторного типа (рис., д) необходимы два элемента запрета и элемент разделения.

Триггер с раздельными входами на феррит-диодных элементах трансформаторного типа состоит из четырех элементов (рис., е). Элемент выполняет лишь роль задержки, необходимой в триггере для правильного обмена информацией с логическими элементами. Элемент 3 используется для формирования инверсного выхода триггера С.

В отличие от триггера на трансформаторных элементах в цепи триггера на дроссельных элементах (рис., г; здесь П — повторитель, входной сигнал) образуется сигнал инверсного выхода С. Элемент задержки 3 также служит для задержки сигнала YB. Для синхронизации сигналов выходов , как и в триггере на трансформаторных элементах, необходимо ввести в схему еще один элемент-повторитель для задержки сигнала С на один такт. Феррит-диодные элементы трансформаторного и дроссельного типов мало отличаются друг от друга по быстродействию и аппаратурным затратам при построении из них логических узлов. Однако первые оказываются более чувствительными к разнице в величинах подключенных нагрузок, чем аналогичные дроссельные элементы.

Достоинствами феррит-диодных элементов являются их простота, высокая однородность цепей информационных и тактирующих сигналов и небольшое число типов стандартных элементов, недостатками — необходимость борьбы с помехами, большой расход мощности в тактирующих сериях, малая нагрузочная способность и низкая технологичность при серийном производстве из-за наличия сердечников с обмотками. Несмотря на эти недостатки феррит-диодных элементов, их применяли при построении узлов ЦВМ и систем автоматики. С появлением потенциальных элементных систем, особенно в интегральном исполнении, такие элементы используют весьма ограниченно.

Лит.: Рабинович 3. Л. Элементарные операции в вычислительных машинах. К., 1966 [библиогр. с. 299—301]; Ионов И. П. Магнитные элементы дискретного действия. М., 1968. Г. И. Корниенко.